Le projet Geant4-DNA - Pamo

Le projet Geant4-DNA
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Mathieu Karamitros , Sébastien Incerti et Christophe Champion
1. Université Bordeaux 1, CNRS/IN2P3, CENBG
2. Université Paul Verlaine-Metz
* [email protected]
Modéliser les interactions entre particules ionisantes et la matière biologique pour prédire les dommages
biologiques résultants à l’échelle de l’ADN reste l’un des challenges de la radiobiologie contemporaine. Plusieurs
outils de simulation basés sur des techniques Monte Carlo (ex. Partrac, SimulRad, et plus récemment les approches
développées par D. Djamai, H. Oudira et A. Saifi…) permettent aujourd’hui d’estimer, le nombre de cassures
simples et doubles brin de la molécule d’ADN après irradiation.
Geant4 est une suite de librairies « open-source » en accès libre, dédiées à la simulation du transport des
particules à travers la matière. Développé dans le cadre d’une collaboration internationale, Geant4 est aujourd’hui
utilisé dans de nombreux domaines d’application, de la physique des hautes énergies à l’ingénierie spatiale, en
passant par la physique médicale.
Geant4-DNA, initié par l’Agence Spatiale Européenne et soutenu par l’Agence Nationale pour la Recherche,
est une extension de l’outil de simulation Monte Carlo généraliste Geant4. Son objectif est de simuler les effets
biologiques des radiations à l’échelle de l’ADN.
A terme, un ensemble de modèles (dont une partie est déjà disponible au téléchargement) sera proposé afin de
simuler les effets biologiques des radiations incluant :
Une description des interactions physiques des radiations jusqu’à très basse énergie (sub-eV) dans les
milieux biologiques (l’eau et différents matériaux biologiques),
La radiolyse de l’eau, la diffusion et les interactions mutuelles entre espèces radicalaires,
Des géométries détaillées de cellules biologiques à l’échelle de l’ADN.
Le projet Geant4-DNA sera brièvement présenté. Nous nous focaliserons sur la modélisation la chimie des
radiations dans l’eau liquide.
Références
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[3] The Geant4-DNA collaboration web site: http://geant4-dna.org
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[7] Allison J. et al., Geant4 developments and applications, IEEE Trans. Nucl. Sci. 53:270-278, 2006.
[8] The Geant4 collaboration web site: http://geant4.org
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2011, in press.
[11] Incerti S. et al., A comparison of cellular irradiation techniques with alpha particles using the Geant4 Monte Carlo
simulation toolkit, Rad. Prot. Dos. 122:327-329, 2006.
[12] Incerti S. et al., Monte Carlo dosimetry for targeted irradiation of individual cells using a microbeam facility, Rad. Prot.
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