Monte Carlo simulation study of the effects of acidity and LET on the primary free-radical and molecular yields of water radiolysis — Application to the Fricke dosimeter
Notice bibliographique
Résumé
Monte Carlo simulations are used to investigate the effects of acidity (pH) on the primary yields of various chemical species produced in the radiolysis of de-aerated aqueous sulfuric acid solutions over the range from neutral solution to 0.4 mol/L H2SO4. The effects of the quality of radiation, measured in terms of linear energy transfer (LET), have also been studied for LET varying from ~0.3 to 15 keV/µm at ambient temperature. Our results show that an increase in acidity (1 < pH < 4) leads to an increase in the yield [Formula: see text] of the "reducing" free radicals (hydrated electron and H atom) and a slight increase in G·OH and [Formula: see text], while there is a slight decrease in [Formula: see text] At pH < 1, OH radicals react with HSO4- anions to form SO4·– radicals, resulting in a steep decrease in G.OH. By contrast, in the range of pH from ~4 to 7, the calculated yield values are independent of sulfuric acid concentration. In both neutral water and 0.4 mol/L H2SO4 (pH 0.46) solutions, the primary molecular yields increase upon increasing LET to ~15 keV/µm with a concomitant decrease in those of free radicals. As an exception, GH. at first increases with LET, reaching a maximum near 6.5 keV/µm before decreasing steeply at higher LET. The results obtained are generally in good agreement with available experimental data over the whole acidity and LET ranges studied. Finally, as an application, we have simulated the radiation-induced oxidation of ferrous sulfate solutions in aerated aq. 0.4 mol/L H2SO4 (Fricke dosimeter) as a function of time up to ~50 s and addressed the effects of LET on the resulting ferric ion yield at 25 °C. The production of Fe3+ ions is highly sensitive to free-radical yields, especially H atoms (via formation of HO2), resulting in a marked decline of G(Fe3+) with increasing LET. The general trend of the observed variation of G(Fe3+) with radiation quality is well reproduced by our computed Fe3+ ion yield values.Key words: liquid water, acidic (H2SO4) aqueous solutions, radiolysis, free-radical and molecular yields, linear energy transfer (LET), Fricke dosimeter, Monte Carlo simulations.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».