Modélisation du transport des photons et des électrons dans l'ADN plasmide

par Sandrine Edel

Thèse de doctorat en Rayonnement et imagerie médicale

Sous la direction de Michel Terrissol.

Soutenue en 2006

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Nous présentons ici les derniers développements du code CPA100 qui permet de simuler par Monte Carlo toute la cascade d'évènements intervenant dans la modélisation du transport des photons (et électrons) dans le milieu cellulaire. Par rapport aux précédents travaux, la cible est nouvelle : il s'agit d'ADN plasmide. Notre première problématique concerne l'optimisation de toute l'étape physique de l'interaction primaire des particules avec le plasmide, dont le nombre d'atomes se compte par milliers. Nous présentons donc dans ce travail de nouvelles méthodes de calculs, notamment pour l'échantillonnage du parcours des particules dans des milieux non homogènes. La question de l'optimisation algorithmique revient d'ailleurs comme un leitmotiv dans toutes les étapes de la simulation, jusqu'à la phase chimique. Parallèlement à cette problématique technique, nous avons cherché à introduire de nouvelles sections efficaces, moléculaires, pour les électrons. Toutes les interactions des électrons sont gérées d'un point de vue moléculaire, et non plus atomique. Pour le calcul des sections efficaces d'ionisation par impact électronique, le modèle Binary - Encounter-Bethe de Kim et Rudd est utilisé. Nous présentons aussi de nouvelles sections efficaces élastiques et d'excitation pour les molécules de l'ADN. Enfin, pour valider un code de calculs, il est important de pouvoir comparer les résultats de simulations à ceux obtenus expérimentalement. Deux expériences majeures ont été modélisées. La première s'intéresse à l'influence de l'énergie des photons sur les rendements de cassures. La seconde concerne les rendements de cassures consécutifs à l'introduction d'iode 125.

  • Titre traduit

    Modelisation of photons and electrons transport in plasmid DAN


  • Résumé

    We present here the last developments of the CPA100 code. The code is aimed at simulating by Monte Carlo the cascade of events intervening in the modeling of photons and electrons transport in cellular medium. Compared to the preceding works, the target is new: it acts of plasmid DNA. Our first problem relates to the optimization of all the physical stage of the primary interaction of particles with the plasmid, which number of atoms amounts per thousands. We thus present in this work new calculation methods, in particular for particles path sampling in nonhomogeneous mediums. The question of algorithmic optimization returns besides like a leitmotiv in all the stages of simulation, until the chemical phase. Parallel to this technical problem, we sought to introduce new molecular cross sections for the electrons. All electrons interactions are managed from a molecular point of view. For ionization cross sections by electron impact, the Binary–Encounter–Bethe model of Kim and Rudd is used. We also present new elastic and excitation cross sections for DNA molecules. To validate a computer code, it is important to compare simulations results with experimental ones. Two major experiments have been modelled. The first relies on the influence of photons energy on DNA damages. The second relates to DNA breakage following iodine 125 decay.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (175 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 167-175

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2006TOU30085
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