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Micro-dosimétrie et simulations numériques

Les activités du groupe iRiBio en modélisation se focalisent principalement sur l’extension de l’outil de simulation Monte Carlo généraliste Geant4 (Geant4 et Geant4@IN2P3) à la frontière entre la physique de basse énergie, la biologie et la médecine, en particulier dans le cadre du projet Geant4-DNA, coordonné par le groupe iRiBio. Ces développements, en accès totalement ouvert, comprennent notamment le développement de nouveaux modèles décrivant les interactions physiques et physico-chimiques des particules élémentaires dans les milieux biologiques, ainsi que la modélisation de la radiolyse de l’eau. Ils sont également accompagnés de développements permettant de décrire au sein de Geant4 des géométries de cibles biologiques, ainsi que d’exemples d’utilisation dédiés pour la communauté. En parallèle, les modélisations Geant4 sont également utilisées pour modéliser des environnements radiatifs spécifiques en archéométrie (pour la datation d’échantillons) et en exobiologie (pour la recherche de traces de vie dans le Système Solaire). Enfin, le groupe s’implique régulièrement dans l’organisation de conférences et de tutoriels internationaux sur Geant4 et Geant4-DNA.
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Financements

  • ANR Geant4-DNA
  • Campus France
  • European Space Agency
  • IN2P3
  • INSERM
  • Région Aquitaine
  • Université de Bordeaux

Collaborations

  • Collaborations internationales : Geant4, Geant4-DNA et Geant4@IN2P3
  • Collaboration IRAMAT - CRP2A - CENBG (archéométrie)
  • Collaboration LAB-CENBG (exobiologie)
  • Direction du Laboratoire International Associé France-Corée (FKPPL)
  • Pilotage du Master Projet IN2P3 « Modélisation du vivant sous irradiation »

Contacts

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Références

La liste complète des publications est disponible sur le site Geant4@IN2P3 ou encore sur le site Geant4-DNA.
  • Simulation of early DNA damage after the irradiation of a FIbroblast cell nucleus using Geant4-DNA, S. Meylan, S. Incerti, M. Karamitros, N. Tang, M. Bueno, I. Clairand, C. Villagrasa, Sc. Rep. 7 (2017) 11923
  • Review of Geant4-DNA applications for micro and nanoscale simulations, S. Incerti, M. Douglass, S. Penfold, S. Guatelli, E. Bezak, Phys. Med. 32 (2016) 1187-1200
  • An implementation of discrete electron transport models for gold in the Geant4 simulation toolkit, D. Sakata, S. Incerti, M.C. Bordage, N. Lampe, S. Okada, D. Emetzoglou, I. Kyriakou, K. Murakami, T. Sasaki, H. Tran, S. Guatelli, V.N. Ivantchenko, J. Appl. Phys. 120 (2016) 244901
  • Implementation of new physics models for low energy electrons in liquid water in Geant4-DNA, M.C. Bordage, J. Bordes, S. Edel, M. Terrissol, X. Franceries, M. Bardiès, N. Lampe, S. Incerti, Phys. Med. 32 (2016) 1833-1840
  • Simulating the Impact of the Natural Radiation Background on Bacterial Systems : Implications for Very Low Radiation Biological Experiments, N. Lampe, D. G. Biron, J. M. C. Brown, S. Incerti, P. Marin, L. Maigne, D. Sarramia, H. Seznec, V. Breton, PLoS One 11(11) (2016) e0166364
  • Recent developments in Geant4, J. Allison et al., by the Geant4 Collaboration, Nucl. Instrum. Meth. A 835 (2016) 186-225
  • Irradiation effects on antibody performance in the frame of biochip-based instruments development for space exploration, M. Baqué, M. Dobrijevic, A. Le Postollec, T. Moreau, C. Faye, F. Vigier, S. Incerti, G. Coussot, J. Caron, O. Vandenabeele-Trambouze, Int. J. Astrobiol. (2016)
  • Track structure modeling in liquid water : A review of the Geant4-DNA very low energy extension of the Geant4 Monte Carlo simulation toolkit, M. A. Bernal, M. C. Bordage, J. M. C. Brown, M. Davídková, E. Delage, Z. El Bitar, S. A. Enger, Z. Francis, S. Guatelli, V. N. Ivanchenko, M. Karamitros, I. Kyriakou, L. Maigne, S. Meylan, K. Murakami, S. Okada, H. Payno, Y. Perrot, I. Petrovic, Q.T. Pham, A. Ristic-Fira, T. Sasaki, V. Štěpán, H. N. Tran, C. Villagrasa, S. Incerti, Phys. Med. 31 (2015) 861-874
  • Dosimetric study of sediments at the beta dose rate scale : Characterization and modelization with the DosiVox software, L. Martin, N. Mercier, S. Incerti, Y. Lefrais, C. Pecheyran, G. Guérin, M. Jarry, L. Bruxelles, F. Bon, C. Pallier, Radiat. Meas. 81 (2015) 134-141
  • Improvements in Geant4 energy-loss model and the effect on low-energy electron transport in liquid water, I. Kyriakou, S. Incerti, Z. Francis, Med. Phys. 42 (2015) 3870-3876
  • DosiVox : implementing Geant4-based software for dosimetry simulations relevant to luminescence and ESR dating techniques, L. Martin, S. Incerti, N. Mercier, Ancient TL 33 (2015) 1
  • PDB4DNA : Implementation of DNA geometry from the Protein Data Bank (PDB) description for Geant4-DNA Monte-Carlo simulations, E. Delage, Q. T. Pham, M. Karamitros, V. Stepan, S. Incerti, L. Maigne, Y. Perrot, Comput. Phys. Commun. 192 (2015) 282-288
  • The cytoplasm as a radiation target : an in silico study of microbeam cell irradiation, H. L. Byrne, W. Domanova, A. L. McNamara, S. Incerti, Z. Kuncic, Phys. Med. Biol. 60 (2015) 2325-2338
  • Diffusion-controlled reactions modeling in Geant4-DNA, M. Karamitros, S. Luan, M.A. Bernal, J. Allison, G. Baldacchino, M. Davidkova, Z. Francis, W. Friedland, V. Ivantchenko, A. Ivantchenko, A. Mantero, P. Nieminem, G. Santin, H.N. Tran, V. Stepan, S. Incerti, J. Comput. Phys. 274 (2014) 841-882
  • Preparation of the Biochip experiment on the EXPOSE-R2 mission outside the International Space Station, F. Vigier, A. Le Postollec, G. Coussot, D. Chaput, H. Cottin, T. Berger, S. Incerti, S. Triqueneaux, M. Dobrijevic, O. Vandenabeele-Trambouze, Adv. Space. Res. 52 (2013) 2168-2179
  • Monte-Carlo dosimetry on a realistic cell monolayer geometry exposed to alpha-particle, P. Barberet, F. Vianna, M. Karamitros, T. Brun, N. Gordillo, P. Moretto, S. Incerti, H. Seznec, Phys. Med. Biol. 57 (2012) 2189-2207
  • The invariance of the total direct DNA strand break yield, M. A. Bernal, C. E. de Almeida, C. S. Sampaio, S. Incerti, C. Champion, P. Nieminen, Med. Phys. 38, (2011) 4147-4153
  • Comparison of Geant4 very low energy cross section models with experimental data in water, S. Incerti, A. Ivanchenko, M. Karamitros, A. Mantero, P. Moretto, H. N. Tran, B. Mascialino, C. Champion, V. N. Ivanchenko, M. A. Bernal, Z. Francis, C. Villagrasa, G. Baldacchino, P. Guèye, R. Capra, P. Nieminen, C. Zacharatou, Med. Phys. 37 (2010) 4692-4708
  • The Geant4-DNA project, S. Incerti, G. Baldacchino, M. Bernal, R. Capra, C. Champion, Z. Francis, S. Guatelli, P. Guèye, A. Mantero, B. Mascialino, P. Moretto, P. Nieminen, A. Rosenfeld, C. Villagrasa and C. Zacharatou, Int. J. Model. Simul. Sci. Comput. 1 (2010) 157–178
  • Monte Carlo dosimetry for targeted irradiation of individual cells using a microbeam facility, S. Incerti, H. Seznec, M. Simon, Ph. Barberet, C. Habchi, Ph. Moretto, published in Rad. Prot. Dos. 133, 1 (2009) 2-11
  • Monte-Carlo Simulation of the radiation environment encountered by a biochip during a mission to Mars, A. Le Postollec, S. Incerti, M. Dobrijevic, L. Desorgher, G. Santin, Ph. Moretto, O. Vandenabeele-Trambouze, G. Coussot, L. Dartnell, P. Nieminen, Astrobiology 9 (3) (2009) 311-323
  • Geant4 developments and applications, J. Allison et al. - the Geant4 collaboration, IEEE Trans. Nucl. Sci. 53 (1) (2006) 270-278
  • Geant4 - a simulation toolkit, S. Agostinelli et al. - the Geant4 collaboration, Nucl. Instrum. and Meth. A 506 (2003) 250-303
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