Etude de l'ionisation et de la dissociation d'H2O induites par collision avec des ions multichargés rapides

Ionisation and dissociation of water induced by swift multicharged ions

• Auteur / Autrice : Sébastien Legendre
• Direction : Lamri Adoui
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Milieux dilués et optique fondamentale
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Caen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dynamique moléculaire

Effet isotopique

Chimie sous rayonnement

Ionisation

Interactions ion-molécule

Résumé

Une étude de l'ionisation et la dissociation de molécules et d'agrégats d'eau induites par des ions Ni25+ de 11,7 MeV/A a été réalisée par la mise en œuvre de techniques d'imagerie. Des mesures de rapports de branchement entre les différentes voies de fragmentation, de sections efficaces d’ionisation simple et multiple et des distributions d’énergie cinétique des fragments ont été réalisées, des informations relatives à la dynamique de fragmentation extraites. L’ionisation multiple représente environ 30 % des événements d’ionisation. La double ionisation produit de façon importante de l’oxygène atomique, considéré comme un intermédiaire réactionnel important en ce qui concerne la production du radical HO2 dont le rendement restait jusqu’il y a peu inexpliqué par les différentes simulations de la radiolyse de l’eau liquide par des ions de fort pouvoir d’arrêt. L’étude de la dynamique de la fragmentation de la molécule HOD induite par ces ions multichargés rapides a révélé une forte sélectivité de la rupture des liaisons. Une fois la molécule doublement ionisée, la rupture de la liaison O−H est trouvée 6,5 fois plus probable que celle de la liaison O−D. Un calcul semi-classique simulant la dynamique de la fragmentation sur la surface d’énergie potentielle de l’état fondamental du dication H2O2+ a permis de reproduire aussi bien la nature préférentielle de la rupture de la liaison O−H qu’un décalage des distributions d’énergie cinétique. De premiers résultats concernant l’interaction d’agrégats d’eau sont également reportés. Le spectre de masse pointe le transfert de proton rapide intra-agrégat se produisant, conduisant à l’émission de fragments agrégats protonnés.