Ionisation d'atomes, de molécules et de biomolécules par impact des ions multichargés de hautes énergies : comparaison quantique et classique

par Issam Abbas

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jocelyn Hanssen.

Soutenue en 2008

à Metz .


  • Résumé

    Les processus collisionnels ionisant de type ion-atome ou molécule sont fondamentaux dans plusieurs domaines de la physique et, plus récemment, en médecine nucléaire. Les théories disponibles, quantiques ou semi-classiques, ne peuvent pas traiter de grosses cibles moléculaires comme les biomolécules. Pour résoudre ce problème nous avons développé une méthode purement classique. Dans ce travail, nous présentons notre modèle classique qui est basé sur deux autres approximations classiques¡: Classical Over-Barrier (COB) et Classical Trajectory Monte Carlo (CTMC). Ce modèle est particulièrement conçu à l étude des collisions entre des ions multichargés et des atomes ou molécules. Ce modèle nous permet de calculer les sections efficaces, de capture ou d ionisation, simples ou multiples. Nous l avons appliqué, en premier lieu, sur des cibles atomiques ou moléculaires simples (H, He, H2 et H2O) dont des données expérimentales ou théoriques nombreuses sont disponibles. Ces calculs nous ont permit de vérifier la validité de notre modèle pour des cibles comme les biomolécules. Nous avons appliqué le modèle sur deux des biomolécules constituant de l ADN (Adénine et Cytosine) ce qui est impossible à réaliser avec les approximations actuellement disponibles.

  • Titre traduit

    Ionization of atoms, molecules and biomolecules by impact of multiply charged ions of high energy : classical and quantal comparison


  • Résumé

    The collisionnal ionizing processes type ion-atom or molecule are fundamental in several fields of physics, and more recently in nuclear medicine. The current theories, quantum or semi-classical, can not deal with large molecular targets as biomolecules. To solve this problem we have developed a method purely classical. In this work we present our model, which is based on two other classical approximations: Classical Over-Barrier (COB) and Classical Trajectory Monte Carlo (CTMC). This model is designed specifically to the study of collisions of multiply charged ions with atoms or molecules. This model allows us to calculate the cross sections, for capture or ionization, singles or multiples. We have applied it, first, on simple atomic or molecular targets (H, He, H2 and H2O) for which many experimental or theoretical data are available. These calculations have allowed us to check the validity of our model for targets like biomolecules. We have applied the model on two of biomolecules constituent of DNA (Adenine and Cytosine), which is impossible to achieve with approximations currently available.

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  • Annexes : Notes bibliogr.

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