Generation of ultrafast, transient, highly acidic pH spikes in the radiolysis of water at very high dose rates: relevance for FLASH radiotherapy
Notice bibliographique
Résumé
Monte Carlo multi-track chemistry simulations were carried out to study the effects of high dose rates on the transient yields of hydronium ions (H3O+) formed during low linear energy transfer (LET) radiolysis of both pure, deaerated and aerated liquid water at 25 °C, in the interval ∼1 ps – 10 μs. Our simulation model consisted of randomly irradiating water with N interactive tracks of 300-MeV incident protons (LET ∼ 0.3 keV/µm), which simultaneously impact perpendicularly on the water within a circular surface. The effect of the dose rate was studied by varying N. Our calculations showed that the radiolytic formation of H3O+ causes the entire irradiated volume to temporarily become very acidic. The magnitude and duration of this abrupt “acid-spike” response depend on the value of N. It is most intense at times less than ∼10–100 ns, equal to ∼3.4 and 2.8 for N = 500 and 2000 (i.e., for dose rates of ∼1.9 × 109 and 8.7 × 109 Gy/s, respectively). At longer times, the pH gradually increases for all N values and eventually returns to the neutral value of seven, which corresponds to the non-radiolytic, pre-irradiation concentration of H3O+. It is worth noting that these early acidic pH responses are very little dependent on the presence or absence of oxygen. Finally, given the importance of pH for many cellular functions, this study suggests that these acidic pH spikes may contribute to the normal tissue-sparing effect of FLASH radiotherapy.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| 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 ».