Dans l'industrie électronucléaire, des polymères comme les gaines de câbles peuvent être exposés à des rayonnements α (noyaux d'hélium de 5 MeV) accélérant leur vieillissement. Celui-ci se traduit par la perte de leur tenue mécanique ou, dans le cas de films transparents, par un jaunissement.

Les modèles représentant ces processus décrivent des réactions en chaîne (en cinétique homogène), impliquant des radicaux libres peroxydes (ROO^•) au fort pouvoir oxydant. Ils ne prennent cependant pas en compte les inhomogénéités spatiales – associées à la forte excitation très localisée, induite par l'arrêt d'une particule α dans le polymère – et temporelles, liées au faible débit de dose.

Pour extrapoler leurs expériences de vieillissement à de très longues durées, des chercheurs du Centre de recherche sur les ions, les matériaux et la photonique (Cimap) ont dû développer une simulation Monte Carlo de cinétique hétérogène qui décrit l'oxydation de polymères à partir des dépôts localisés d'énergie résultant de l'irradiation.

Ils montrent que les cinétiques hétérogènes et homogènes évoluent de manière très différente avec le débit de dose et avec la concentration d'oxygène dissous dans le polymère. Ces deux quantités macroscopiques étant facilement contrôlables expérimentalement, il leur devient possible de caractériser les cinétiques de radio-oxydation de polymères en combinant mesures et simulations.

Les simulations réalisées montrent que le régime stationnaire atteint n'est pas caractérisé par une distribution homogène des produits. On note également que les cinétiques se développent sur des durées variant de la seconde à la minute (et au-delà) en fonction du flux, durées tout à fait accessibles pour permettre des mesures temporelles.