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Dissertations / Theses on the topic 'Dosimètres'
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Gessinn, Frédéric. "Dosimètres M. O. S. De rayonnements ionisants : sensibilité et stabilité." Toulouse, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAT0008.
Full textAbstract:
Ce memoire presente une contribution a l'etude de la reponse des dosimetres p. M. O. S. Aux rayonnements ionisants. Contrairement au developpement des methodes de durcissement technologique, nos travaux ont eu pour objectif d'accroitre, d'une part, la sensibilite des dosimetres m. O. S. , afin de mesurer de faibles doses de rayonnements et d'autre part, la stabilite temporelle et thermique des structures, pour minimiser l'erreur commise lors de l'appreciation de la dose integree. Dans ce but, une analyse de l'ensemble des parametres technologiques a ete effectuee: la sensibilite d'un dosimetre m. O. S. Est principalement controlee par l'epaisseur d'oxyde de grille et le champ electrique d'irradiation. Des transistors p. M. O. S. D'epaisseurs de silice de grille de 1 et 2 m ont donc ete realises pour nos experiences. La reponse aux rayonnements de nos structures polarisees a fort champ, suit une loi lineaire en fonction de d#o#x#2. La sensibilite maximale (91 mv/rad(si) pour les 2 m) est proche de la valeur ideale obtenue en considerant un taux de piegeage de charges unitaire et autorise la mesure de doses de l'ordre de 1 rad(si). La stabilite temporelle a ete evaluee sous contrainte temperature-champ electrique: les experiences ont permis de mettre en evidence des derives reduites, de l'ordre de 0,1 rad(si)/h. La reponse thermique des dosimetres a egalement ete etudiee: le modele analytique que nous avons developpe, traduit les variations de tension de seuil des transistors m. O. S. Dans la gamme des specifications militaires 50c, +150c. Nous avons enfin examine les possibilites de recyclage thermique des dosimetres irradies en vue de leur reutilisation: il apparait clairement que la guerison des dommages crees est fortement assistee par la polarisation de grille. De plus, la sensibilite aux radiations des dosimetres ne semble pas etre affectee par des recyclages successifs
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Jarnet, Delphine. "Conception et caractérisation d'un fil dosimétrique co-extrudé de LiF:Mg, Cu, P. : Utilisation en dosimétrie in-vivo et en radioprotection." Angers, 2004. http://www.theses.fr/2004ANGE0505.
Full textAbstract:
Plusieurs méthodes indirectes basées sur l'imagerie et les calculs analytiques permettent d'estimer les doses délivrées aux tissus lors des radiothérapies métaboliques. Cependant, il n'existe pas en routine d'outil dosimétrique capable de réaliser des mesures in-vivo, au contact des organes. C'est pourquoi de nouveaux dosimètres thermoluminescents de LiF : Mg, Cu, P se présentant sous forme de fils de 400 ưm de diamètre ont été développés (S. Martin, 1999). Au cours de ce travail, les modifications réalisées sur la technique de fabrication elle-même et sur la formulation ont permis d'augmenter leur sensibilité de 40% ainsi que les rendre stérilisable par autoclave (134ʿC/18 min). Ils ont ensuite été calibrés par rapport au Co-60 pour des rayonnements de nature et d'énergies différentes et leur biocompatibilité dans le foie et la peau a été vérifiée sur 8 semaines par une étude immuno-histochimique. Ces fils dosimétriques de LiF : Mg, Cu, P peuvent donc être utilisés dans de nombreux domaines du fait de leur forme (fils de 600 ưm de diamètre), de leur forte sensibilité (100 ưGy) et de leur stérilisation aisée par la chaleur humide. Des études en radioprotection ont été menées : dose à la peau lors d'examens scanner ; doses au niveau des doigts du personnel de médecine nucléaire et des blocs opératoires travaillant en milieu stérile. Par ailleurs, ils ont été implantés in-vivo dans des souris nude (modèle de carcinose colique) afin de valider de mesurer in-situ la dose délivrée à la tumeur et dans le foie lors d'une radiothérapie externe et d'une radioimmunothérapie (corrélation avec les méthodes analytiques existantes). Ces fils ouvrent donc la voie à une nouvelle métrologie des doses d'irradiation aussi bien pour des mesures de radioprotection en milieu stérile ainsi des mesures in-vivoSeveral indirect methods based on imaging and analytical calculations were used to estimate dose delivered to tissues during internal radiotherapies. Nevertheless, no dosimetric tool for direct in-vivo measurements is available for routine. Then, new thermoluminescent (LiF: Mg, Cu, P) dosimetric threads of 400 ưm diameter have been developped (S. Martin 1999). In a first step, we worked on the production methodology and the formulation in order to improve initial threads. Those studies led to a 40% sensitivity increase and the possibility to sterilize these threads by humid steam (134ʿC/18 min). Then, they were cross-calibrated with Co-60 for different radiations and energies. More, their biocompatibility was verified in liver and skin for 8 weeks by immuno-histochemistry studies. Thus, those dosimetric threads of LiF: Mg, Cu, P could be use in many domains because of their shape (thread of 600 ưm diameter), their high sensitivity (100 ưGy) and their easy sterilisation by humid heat. Studies of radioprotection were done: the skin patient dosimetry during scanner examination and doses delivered at finger level of nuclear medicine and operating room staffs. Furthermore, they were implanted in nude mice (model of colic adenocarcinoma) to validate their responses after external irradiation and to measure in-situ the dose delivered to the tumor and the liver after a radioimmunotherapy treatment (correlation with analytical methods). Those threads open up the ways for new domains of investigation like radioprotection in sterile environment as well as direct in-vivo measurements
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Gouriou, Jean. "Utilisation des méthodes de Monte Carlo pour l'analyse de l'influence des facteurs biologiques et physiques en dosimétrie interne." Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30003.
Full textAbstract:
L'utilisation optimale des techniques therapeutiques basees sur l'emploi de radionucleides necessite une connaissance precise jusqu'a l'echelle cellulaire de la dose delivree aux differents tissus. Dans la majorite des cas cliniques, la mesure directe de la dose est difficile ou impossible. L'objectif de notre etude est de calculer la distribution de dose afin d'evaluer l'influence des caracteristiques physiques et biologiques des differents radionucleides et configurations radioactives etudies aussi bien dans les applications therapeutiques que diagnostiques. Dans la premiere partie, nous dressons l'etat de l'art en dosimetrie interne et nous exposons les limitations inherentes a chaque methode. La simulation basee sur les methodes de monte carlo etant la technique utilisee, nous presentons le code de monte carlo employe (code egs4-presta). Une etude preliminaire a permis de valider notre technique pour differentes configurations geometriques decrites dans la litterature et pour des dimensions allant de la cellule a la tumeur. A partir des differentes donnees histologiques disponibles, nous avons pu etablir plusieurs modeles dosimetriques permettant de calculer la distribution de dose delivree a la region cible par differents radionucleides. La derniere partie de ce memoire concerne la dosimetrie macroscopique a l'echelle de l'organe. Nous proposons un programme de simulation base sur les methodes de monte carlo et developpe pour integrer les diverses caracteristiques morphologiques du patient. La validation du programme est effectuee pour le fantome anthropomorphique equivalent a l'adolescent de 15 ans. Deux exemples d'application viennent confirmer l'interet d'un tel programme en medecine nucleaire
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Daoud, Marcel. "Etude du fluorure de calcium pour la réalisation de plaques thermoluminescentes : mise au point d'un lecteur à chauffage par laser." Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20319.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l'etude et la caracterisation du fluorure de calcium dope manganese ou dysprosium en vue de son utilisation en cartographie de doses de rayonnements ionisants. Partant de poudres thermoluminescentes elaborees au laboratoire ou achetees dans le commerce, nous presentons nos dosimetres specifiques developpes au laboratoire realises par couchage des materiaux tld (densite de depot variant entre 6 et 10 mg. Cm##2) sur des supports rigides (verre) ou souples (kapton: 10 mg. Cm##2). Nous presentons notre lecteur a chauffage laser (co#2:10,6 m) destine a la topographie de doses de rayonnements ionisants en utilisant comme dosimetres des plaques de grandes dimensions (2020 cm#2). Nous donnons enfin quelques resultats types de la reponse de nos dosimetres pour diverses applications en dosimetrie
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Meyer, Philippe. "Contribution au processus d'optimisation de la radioprotection en radiologie." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2003. http://www.theses.fr/2003STR13074.
Full text
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Ed-Dahabi, Mohamed Kamal. "Chauffage par laser de dosimètres thermoluminescents : application à la mesure des bêtas de faible énergie." Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20226.
Full textAbstract:
Ce travail est consacre a l'etude et au developpement de la technique de chauffage par laser dans son application a la dosimetrie beta. Il presente le developpement de dosimetres specifiques realises par couchage de divers materiaux thermoluminescents sur des supports souples de kapton (5 mg?cm##2): le caso#4:dy et mn prepare au laboratoire et le borate mgb#4o#7:dy. Nous avons aussi presente le developpement du lecteur laser de dosimetres thermoluminescents. Nous donnons quelques resultats sur la reponse de nos dosimetres et plus particulierement, nous presentons leur reponse en fonction de l'energie du rayonnement beta utilise pour leur irradiation, dans la gamme 200 kev, 3 mev
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Lacroix, Frédéric. "Conception d'un prototype clinique de dosimètre matriciel à fibres scintillantes." Thesis, Université Laval, 2007. http://www.theses.ulaval.ca/2007/24472/24472.pdf.
Full text
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Plazas, Maria Cristina. "Exploitation qualitative et quantitative de la dosimétrie 3-D pour la planification conformationnelle des irradiations intracrâniennes en radiochirurgie." Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30222.
Full textAbstract:
Les irradiations intracraniennes monofractionnees en conditions stereotaxiques (radiochirurgie) representent une forme particuliere de la radiotherapie de conformation. Le grand nombre de parametres de traitement radiochirurgical constitue un facteur de difficulte pour leur choix. Cependant, avec les combinaisons multiples possibles, on peut realiser des plans de traitement permettant de delivrer une dose importante a l'interieur de la lesion et de minimiser la dose aux tissus sains voisins. Nous nous sommes proposes dans ce travail d'etudier un certain nombre de parametres interactifs d'irradiation pour constituer une base de donnees dosimetriques representant les relations entre ces differents parametres d'irradiations les distributions de dose et les differentes formes et autres caracteristiques de la lesion. Cette base de donnees est un guide de la procedure de planification a suivre pour definir les parametres d'irradiation initiaux et fera partie d'une procedure de conformation generale permettant l'optimisation des traitements radiochirurgicaux. La planification du traitement a ete etudiee pour deux types de lesions: les lesions simples (spheroides ou ellipsoides) irradiees avec un volume cible et les lesions complexes; parmi les dernieres nous nous sommes limites aux irradiations necessitant deux cibles, ou deux isocentres. Les parametres analyses pour les irradiations mono-isocentriques sont: le diametre du faisceau, la position de la cible; le nombre d'arcs, leur ouverture et leur espacement angulaire definissant l'espace d'irradiation; les poids des arcs. Pour les irradiations a deux isocentres, les relations entre la distance entre les isocentres et les isodoses de reference ont ete etudiees
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Villeneuve, Maxime. "Conception d'un dosimètre à fibre scintillante pour la curiethérapie." Thesis, Université Laval, 2008. http://www.theses.ulaval.ca/2008/25891/25891.pdf.
Full text
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Coulaud, Jérémy. "Sécurisation des traitements radiothérapeutiques du cancer : validation physique des plans théoriques de radiothérapie par des fantômes dosimétriques anthropomorphes." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30123.
Full textAbstract:
Les nouvelles modalités de traitement en radiothérapie comme les irradiations en conditions stéréotaxiques et à modulation d'intensité (IRMT/VMAT) nécessitent des irradiations très précises avec une augmentation de la dose au niveau des volumes cibles mais également de diminuer et de contrôler la dose aux niveaux des organes à risques. Ce calcul, habituellement réalisé par les TPS, exige des outils 3D précis et rapides. Les détecteurs conventionnels (chambre d'ionisation, détecteurs thermoluminescents, films, ...) ne permettent que des mesures en 1D ou 2D. Il est nécessaire de développer une technique de dosimétrie 3D précise et rapide avec une résolution élevée en dose et spatiale. La dosimétrie chimique 3D répond à ces critères. Elle permet le contrôle qualité global du plan de traitement dans les conditions d'irradiation du patient quels que soit le rayonnement et le débit de dose utilisés. La création de gel chimique correspondant aux différents organes est donc un défi important pour le contrôle de la dose dans les organes à risques. Dans cette thèse, deux études ont été menées en parallèle : la formulation de nouveau gel équivalent sein (tissus adipeux), poumon et os en termes d'interaction avec les photons, les protons et les neutrons ainsi que le contrôle de leurs propriétés physico-chimique et la validation de leurs utilisations pour les photons de faibles énergies. Plusieurs caractéristiques dosimétriques ont été étudiées selon les recommandations du groupe de travail de l'ICRU (Journal of the International Commission on Radiation Units and Measurements). Les résultats obtenus montrent une bonne concordance entre nos gels et les tissus pris comme référence et recommandés par le NIST. Une étude des propriétés physico-chimiques détaillée de ces gels équivalents tissulaires a été réalisée : diffusion, propriétés mécaniques, viscosité, des mesures d'oxygène dissous, des mesures de temps de gel et de temps de refroidissement ainsi que des mesures des doses absorbées en conditions de traitements de radiothérapie. Nous nous sommes intéressés aussi à la validation de notre gel équivalent sein concernant le dépôt de dose de photons de basse énergie (50 keV) par Intrabeam utilisé en radiothérapie peropératoire (IORT). L'objectif final était de réaliser un premier fantôme anthropomorphe qui pourra être un outil fiable et utilisé en clinique pour aider les planifications de traitements de radiothérapie. Ce prototype de torse permet pour l'instant de connaître la dose au voisinage des poumons et de l'osThe new radiotherapy treatments, such as stereotactic radiosurgery, Intensity Modulated Radiation Therapy (IRTM) or Volumetric Modulated Arc Therapy (VMAT), require to precisely irradiate the living tissues and to know the effective delivered dose. A computer-based method par TPS (Treatment Planning System), is normally used to define the radiation therapy treatment plan, but it requires specific 3D information. The conventional detectors, such as ionizing chamber, thermoluminescent detectors or films, allow to 1D or 2D measurements whereas, with a chemical dosimeter, it is possible to obtain a 3D dosimetry which allows to control the treatment plan for the patient, independently on the radiation type or on the radiation flux. A chemical gel which presents physico-chemical properties as well as texture morphology proximal to those of biological living tissues, is important in order to control the adsorbed doses in organ-at-risk. In this research two different strategies have been followed, firstly the formulation of new gels, equivalent tissue for breast (adipose tissue) lung and bone has been checked depending their interaction with photons, electrons and neutrons; then their use with low energy photon flow has been verified. The dosimetric characteristics, that have been studied, follow the recommendations of ICRU (International Commission on Radiation Units and Measurements) and show a good agreement between these gels and the biological tissues as recommended by NIST (National Institute of Standards and Technology). Physico-chemical studied have been performed in order to characterize the equivalent tissue gels, such as viscosity, diffusion, mechanical properties, oxygen concentration, gel and cooling time, and the absorbed doses in the conditions of radiation therapy treatment. We have been interested also in validating the equivalent breast gel for low energy photon flow as in the case of Intraoperative radiation therapy using Intrabeam. The final goal was to prepare an anthropomorphic phantom to use in planning the radiation treatment; actually, this first prototype allows to determine the effective delivered dose only near the equivalent lung and bone; some modifications in the IRM sequences as well as in the formulation of the equivalent tissues have been planned to improve the phantom
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Côté, François. "Conception et réalisation d'un dosimètre à fibre scintillante en curiethérapie." Thesis, Université Laval, 2007. http://www.theses.ulaval.ca/2007/24578/24578.pdf.
Full text
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Vaissière, Nicolas. "Synthèse de films de diamant de haute qualité cristalline pour la réalisation de dosimètres pour la radiothérapie." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01022652.
Full textAbstract:
Cette thèse vise à maitriser la synthèse MPCVD de films hétéroépitaxiés de diamant de haute qualité cristalline sur substrat d'iridium pour la réalisation de dosimètres en radiothérapie. Cet objectif nous a conduits à élaborer la couche d'iridium épitaxiée sur des substrats SrtiO3 (001). Un bâti sous vide équipé d'un canon à électrons a donc été développé et calibré. Les couches obtenues ont été caractérisées par DRX et présentent une qualité structurale équivalente à l'état de l'art. Le procédé de nucléation (BEN) - MPCVD induit sur la surface de l'iridium des " domaines " spécifiques à la nucléation du diamant sur iridium. Un travail important a été mené sur l'optimisation du (BEN) - MPCVD de façon à obtenir un procédé fiable et reproductible pour obtenir des " domaines " homogènes sur une surface de 5x5mm2 d'Ir/SrtiO3. Des études de caractérisation de surface (MEB, XPS, AES) des " domaines " nous ont permis de dresser leur carte d'identité chimique et morphologique. Nous démontrons ainsi qu'ils contiennent des nuclei de diamant. De plus, la propagation de ces " domaines " semble suivre des directions préférentielles [110] induites par l'épitaxie de l'iridium au cours du temps durant l'étape de (BEN)-MPCVD. A partir de ces résultats, des films de diamant hétéroépitaxiés autosupportés de 100μ-m ont été élaborés. La corrélation entre la qualité cristalline du diamant hétéroépitaxié et sa réponse en détection a été menée avec l'équipe dosimétrie du LCD. Des inhomogénéités de la structure cristalline due à la présence de défauts structuraux ont été mises en évidence. Afin d'étudier localement ces échantillons, une campagne de mesure par microfaisceau X a été réalisée sur la ligne Diffabs du Synchrotron Soleil. L'assemblage des différentes connaissances acquises lors de cette thèse a permis de fabriquer et de caractériser un premier détecteur à base de diamant hétéroépitaxié au LCD
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Riffaud, Jonathan. "Amélioration de la méthode de mesure de l'activité de dosimètres émetteurs de rayons X irradiés en réacteur nucléaire." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS225/document.
Full textAbstract:
La dosimétrie en réacteur permet de déterminer la fluence neutronique reçue pendant une irradiation et d’en caractériser le spectre (distribution énergétique des neutrons). Cette technique s’appuie sur la mesure de l’activité de dosimètres irradiés, constitués de métaux purs ou d’alliages. La mesure d’activité de ces échantillons est réalisée par spectrométrie gamma et X sur des rayonnements de faibles énergies (< 100 keV) et s’appuie actuellement sur un dosimètre étalon adapté et validé spécifiquement pour les conditions de mesure. Le but de la thèse est de s’affranchir de cette étape et de pouvoir mesurer directement l’activité des dosimètres. L’étude a concerné spécifiquement les dosimètres en niobium et en rhodium qui sont utilisés pour caractériser la signature des neutrons d’énergie autour de 1 MeV. Ils sont respectivement activés en Nb-93m et 1Rh-103m. Ces deux radionucléides se désintègrent par une transition gamma en émettant principalement des photons XK d’énergie autour de 20 keV, sur lesquels s’appuie la mesure d’activité en spectrométrie. Or, du fait de leur faible énergie, ces rayonnements présentent de nombreuses difficultés pour être analysés avec précision. Les différents paramètres nécessaires à la quantification de l’activité des dosimètres, avec une incertitude relative de l’ordre de 2 %, ont été étudiés en détails. Les travaux ont d’abord porté sur l’étalonnage en rendement des détecteurs au germanium hyper-pur (GeHP) dans la gamme d’énergie comprise entre 11 keV et 150 keV. Ceci constitue une étape cruciale dans la détermination de l’activité et s’avère délicate dans la gamme d’énergie considérée. L’approche expérimentale, utilisant des sources ponctuelles étalons, a été couplée à des modélisations semi-empiriques et à des simulations des interactions rayonnements-matière par des méthodes Monte Carlo (PENELOPE et GEANT4). Ces dernières ont permis d’approfondir l’étude du phénomène de diffusion des photons en basse énergie, aux alentours de 20 keV, qui interfère avec les pics d’absorption totale dans les spectres et perturbe leur analyse. Dans un second temps, les simulations de Monte Carlo ont également été utilisées pour établir les facteurs de corrections nécessaires à la mesure des dosimètres : auto-absorption du rayonnement dans le matériau et changement de géométrie entre les conditions d’étalonnage (source ponctuelle) et les conditions de mesure (échantillon métallique massif). Le phénomène de fluorescence lié à la présence d’impuretés (dans le matériau du dosimètre ou créées lors de l’irradiation en réacteur) a été étudié et les facteurs de corrections à appliquer pour en tenir compte ont été établis. Les données du schéma de désintégration, en particulier les intensités d'émission des rayons X, sont les principales composantes de l'incertitude sur la valeur d'activité des dosimètres. Les intensités d'émission X font rarement l'objet de mesures expérimentales, le plus souvent, leurs valeurs découlent du schéma de désintégration et des données fondamentales nucléaires et atomiques de l'élément tels les coefficients de conversion interne et le rendement de fluorescence. Plusieurs expériences ont été menées pour fournir de nouvelles données expérimentales. Les coefficients d’atténuation massique et les rendements de fluorescence K du niobium et du rhodium ont été déterminés en utilisant un rayonnement photonique monochromatique sur le synchrotron SOLEIL. Les intensités d’émission du Rh-103m ont été mesurées suivant deux approches, l’une à partir de rhodium activé au réacteur ISIS et l’autre à partir d’une solution de palladium-103. Toutes ces nouvelles valeurs sont comparées aux données publiées et le schéma de désintégration du Rh-103m est discutéReactor dosimetry is used to determine the neutron fluence during an irradiation and to characterize its spectrum (neutron energy distribution). This technique is based on the analysis of the activity of irradiated dosimeters, made of pure metals or alloys. The activity measurement of these samples is performed by gamma and/or X-ray spectrometry and is currently based on specific standard dosimeters, validated for the measurement conditions. The goal of the thesis is to avoid this calibration step and to be able to directly measure the activity of the sample. The study focused specifically on niobium and rhodium dosimeters which are used to characterize neutrons in the energy range around 1 MeV. Their activation produces 93mNb and 103mRh, respectively. These two radionuclides decay through an isomeric gamma transition, emitting mainly K X-rays with energies around 20 keV, on which the spectrometric activity measurement is based. However, owing to their low energy, these X-rays are particularly difficult to measure accurately. The various parameters required to determine the activity of the dosimeters, with a relative standard uncertainty of around 2%, were studied in detail. The work initially focused on the calibration of hyper-pure germanium (HPGe) detectors in the energy range between 11 keV and 150 keV. This is a crucial step in determining the activity of a radionuclide sample and is difficult to achieve in the energy range of interest. The experimental approach, using standard point sources, was coupled with semi-empirical modelling and simulations of radiation-matter interactions by Monte Carlo methods (PENELOPE and GEANT4). These methods have made it possible to study in detail the photons scattering at low energy, around 20 keV, which interferes with the full-energy peaks in the spectra and disturbs their analysis. In a second step, Monte Carlo simulations were used to calculate the correction factors needed to derive the dosimeter activity: self-absorption of photons in the dosimeter material and the geometry change between the calibration conditions (point source) and the measurement conditions (solid metal sample). The fluorescence induced by impurities (in the dosimeter material or created during irradiation in the reactor) was studied and the correction factors to be applied were established. Radioactive decay data, particularly photon emission intensities, are the main components of the uncertainty in dosimeter activity results. X-ray emission intensities are rarely measured experimentally and most often their values are calculated from fundamental parameters i.e. internal conversion coefficients and fluorescence yields, and a balanced decay scheme, of the nuclide. Several experiments were designed to provide new experimental data. The mass attenuation coefficients and K fluorescence yields of niobium and rhodium were determined using a monochromatic photon beam at the SOLEIL synchrotron facility. The photon emission intensities of 103mRh were measured using two approaches, one from rhodium activated at the ISIS reactor and the other from a solution of palladium 103. All these new values are compared with previously published data and the decay scheme of 103mRh is discussed
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Therriault-Proulx, François. "DÉVELOPPEMENT DE NOUVEAUX DOSIMÈTRES À SCINTILLATEURS PLASTIQUES POUR DES APPLICATIONS IN VIVO EN RADIOTHÉRAPIE ET CURIETHÉRAPIE À HAUT DÉBIT DE DOSE." Thesis, Université Laval, 2012. http://www.theses.ulaval.ca/2012/29683/29683.pdf.
Full textAbstract:
Le but de cette thèse est de développer de nouveaux systèmes de dosimétrie par scintillateurs plastiques afin de faciliter leur implémentation comme détecteurs de dose in vivo en temps réel pour la radiothérapie et surtout pour la curiethérapie à haut débit de dose. Dans un premier temps, la nécessité de soustraire la lumière induite dans le guide optique par effet de tige a été démontrée pour cette modalité d'irradiation. Le détecteur développé pour cette étude a ensuite été utilisé afin de démontrer sa capacité à effectuer des mesures de dose en temps réel lors de la délivrance d'un traitement de curiethérapie de prostate à haut débit de dose à l'intérieur d'un fantôme d'eau. La dose déposée à chaque position de source, dans chaque cathéter et pour la fraction entière était comparable à la dose attendue par le système de planification de traitement. Comme les dosimètres à scintillation jusqu’à ce jour nécessitent une fibre optique de transmission par scintillateur, la preuve de faisabilité pour la mesure adéquate de doses de radiation avec un détecteur multi-points utilisant une seule fibre de transmission a été effectuée. Cela a d’abord été effectué pour des détecteurs à 2 et 3 points de mesure exposés à des irradiations externes de haute énergie. Comme l'approche proposée permet la décomposition du signal en ses diverses composantes, une étude sur l'importance du signal de fluorescence dans l'effet de tige a été effectuée pour une multitude de modalités d'irradiation. Finalement, un détecteur à 3 points de mesure et une seule fibre optique collectrice a été utilisé en curiethérapie à haut débit de dose et inséré dans un unique cathéter pour effectuer la mesure de dose dans un fantôme d’eau. Sa capacité de mesurer efficacement la dose en de multiples positions simultanément a été démontrée. Un budget d'incertitude a aussi été effectué afin d'évaluer les limites sous lesquelles ce détecteur peut être utilisé comme potentiel dosimètre in vivo en clinique pour la curiethérapie à haut débit.The goal of this thesis is to develop new plastic scintillation dosimetry systems to enable the measurement of in vivo doses in real time and the verification of the treatment delivery accuracy for radiation therapy, especially for high dose rate brachytherapy. The necessity to account for the stem effect light produced in the optical guide by radiation was first shown. The detector built for this study was then used to verify its accuracy to measure dose in real time during the delivery of a typical prostate treatment plan in high dose rate brachytherapy. This measurement was performed inside a water phantom. Dose deposited at each dwell position, inside each catheter and for the entire treatment delivery was measured and compared to the treatment planning system. Another part of this research project was on the development of an approach to render possible measurement at multiple positions with the use of multiple scintillating elements and only a single collecting optical guide. Plastic scintillation detectors with 2 and 3 points of measurement were first developed and used under external beam high energy radiation therapy. The approach enabled the calculation of different signal contributions over the total optical signal; a study was then performed to evaluate the importance of the fluorescence component on the total stem effect under a variety of irradiation modalities and conditions. Finally, a 3-point detector was inserted inside a single catheter to perform dosimetry under Ir-192 high dose rate brachytherapy in a water phantom. Its accuracy to measure dose was demonstrated. An uncertainty budget was also calculated in order to evaluate the limitations of this detector for its clinical potential as a real-time in vivo dosimeter.
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Gagnon, Louis-Philippe. "Caractérisation d’un système d’acquisition CCD sans lentilles pour la mesure de dose employant un dosimètre à scintillateur plastique." Thesis, Université Laval, 2013. http://www.theses.ulaval.ca/2013/30425/30425.pdf.
Full textAbstract:
Actuellement, les mesures de dose en radiothérapie sont effectuées en employant différents types de détecteurs tels que les chambres à ionisation, les diodes et les films radiosensibles. Bien que ces différents détecteurs permettent d’obtenir une mesure de dose très précise, aucun d’entre eux n’a les propriétés nécessaires pour permettre la mesure de dose en temps réel sur un patient tout en ne perturbant pas le champ radiatif de traitement. Depuis une vingtaine d’années, les scintillateurs plastiques gagnent en popularité grâce à leurs propriétés relativement identiques à celles de l’eau, et du fait qu’ils génèrent un signal lumineux proportionnel à la dose déposée. Cette étude vise à construire un dispositif CCD sans lentilles pour la collecte de la lumière de scintillation, pour ensuite caractériser le signal obtenu et comparer le tout à un système optique plus conventionnel à base de lentilles. Pour ce faire, nous avons conçu un détecteur à fibre scintillante ayant servi pour l’acquisition des mesures des deux systèmes étudiés, soit le système à objectif photographique et le système équipé d’un « taper » à fibre optique. Nous avons évalué les signaux mesurés en termes de qualité par le ratio de signal sur bruit, en limite minimale de dose mesurable, en stabilité et en reproductibilité des mesures. Les résultats obtenus démontrent la supériorité du nouveau système sans lentille sur le système conventionnel en termes de gain de collecte de photon et en diminution des incertitudes de mesures. Ces résultats ouvrent la voie à des applications de mesure de très faibles doses et à la réduction des dimensions des détecteurs à des fins d’applications cliniques « in vivo », ou encore pour effectuer divers tests de contrôle de qualité des appareils.
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Tremblay, Nicolas. "Intégration de détecteurs plastiques à scintillation aux dosimètres à gel de polymère pour l'obtention de mesures de doses radiatives calibrées en trois dimensions." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2011. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/4085.
Full textAbstract:
Les gels de polymère sont des dosimètres chimiques à l'intérieur desquels une réaction de polymérisation est induite par les radiations en fonction de la dose. Ces dosimètres ont la particularité de pouvoir donner des distributions de doses en trois dimensions. Ce type de mesure pourrait être particulièrement utile dans le contexte où, en radiothérapie moderne, les distributions de doses incluent souvent de forts gradients et deviennent de plus en plus complexes. Cependant, les gels de polymères ne s'avèrent toujours pas une méthode de mesure exacte, puisque divers facteurs, parfois difficilement contrôlables, peuvent influencer la polymérisation. Le but principal des expérimentations décrites dans ce mémoire est de trouver une méthode de calibration pouvant améliorer l'exactitude des gels de polymère. L'approche préconisée ici consiste à mesurer des points de dose de référence à l'intérieur des gels durant les irradiations et à les utiliser comme points de calibration. Pour ce faire, les détecteurs plastiques à scintillation (PSD) s'avèrent un choix judicieux, puisqu'ils sont petits, équivalents à l'eau et assez précis et exacts pour être une référence fiable. Dans un premier temps, un montage de détecteurs plastiques à scintillation a été fabriqué et caractérisé. Le montage et les logiciels d'analyse ont ensuite été validés par des mesures de rendement en profondeur faites avec un appareil au cobalt-60 en utilisant la déconvolution chromatique comme méthode de calibration. Des PSD ont ensuite été insérées dans des dosimètres à gel de polyacrylamide (PAG) qui sont ensuite irradiés à l'aide de champs radiatifs filtrés. Des fioles de calibrations contenant du gel provenant de la même recette ont également été irradiées pour obtenir une courbe de calibration dite standard. La distribution des valeurs de vitesses de relaxation nucléaire transverse (R[indice inférieur 2]) a été déterminée à partir d'une séquence multi-échos et multicouches faite à l'Imagerie par résonnance magnétique. D'autres points de calibrations furent obtenus en assignant la valeur de R[indice inférieur 2] autour des PSD à la valeur de la dose qu'elles ont mesurée. Un point de calibration provenant d'une fibre située dans une région à faible gradient de dose fut utilisé pour corriger la courbe calibration standard, générant trois nouvelles courbes de calibration.Les mesures de dose obtenues avec toutes les courbes de calibration ont ensuite été comparées à des simulations du logiciel de planification de traitement Pinnacle[indice supérieur 3] et à des mesures prises avec des films radiochromiques (GAFCHROMIC[indice supérieur TM] EBT2) dans les mêmes conditions que le gel.
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Boivin, Jonathan. "Conception et caractérisation d'un dosimètre à fibre scintillante pour des applications en imagerie diagnostique et interventionnelle." Doctoral thesis, Université Laval, 2016. http://hdl.handle.net/20.500.11794/26905.
Full textAbstract:
Cette thèse a pour sujet le développement d’un détecteur à fibre scintillante plastique pour la dosimétrie des faisceaux de photons de basses énergies. L’objectif principal du projet consiste à concevoir et caractériser cet instrument en vue de mesurer la dose de radiation reçue au cours des examens d’imagerie diagnostique et interventionnelle. La première section est consacrée à la conception de six différents systèmes et à l’évaluation de leur performance lorsqu’ils sont exposés à des rayonnements de hautes et basses énergies. Tous les systèmes évalués présentaient un écart type relatif (RSD) de moins de 5 % lorsqu’ils étaient exposés à des débits de dose de plus de 3 mGy/s. Cette approche systématique a permis de déterminer que le tube photomultiplicateur répondait le mieux aux conditions d’exposition propres à la radiologie. Ce dernier présentait une RSD de moins de 1 % lorsque le débit de dose était inférieur à 0.10 mGy/s. L’étude des résultats permis également de suggérer quelques recommandations dans le choix d’un système en fonction de l’application recherchée. La seconde partie concerne l’application de ce détecteur à la radiologie interventionnelle en procédant à des mesures de dose à la surface d’un fantôme anthropomorphique. Ainsi, plusieurs situations cliniques ont été reproduites afin d’observer la précision et la fiabilité du détecteur. Ce dernier conserva une RSD inférieure à 2 % lorsque le débit de dose était supérieur à 3 mGy/min et d’environ 10 % au débit le plus faible (0.25 mGy/min). Les mesures sur fantôme montrèrent une différence de moins de 4 % entre les mesures du détecteur et celles d’une chambre d’ionisation lors du déplacement de la table ou du bras de l’appareil de fluoroscopie. Par ailleurs, cette différence est demeurée sous les 2 % lors des mesures de débit de dose en profondeur. Le dernier sujet de cette thèse porta sur les fondements physiques de la scintillation dans les scintillateurs plastiques. Les différents facteurs influençant l’émission lumineuse ont été analysés afin d’identifier leur contribution respective. Ainsi, la réponse du détecteur augmente de près d’un facteur 4 entre un faisceau de 20 kVp et 250 kVp. De ce signal, la contribution de la fluorescence produite dans la fibre claire était inférieure à 0.5 % lorsque les fibres étaient exposées sur 10 cm par des faisceaux de 20 à 250 kVp. Le phénomène d’extinction de la fluorescence par ionisation a également été étudié. Ainsi, l’atténuation du signal variait en fonction de l’énergie du faisceau et atteignit environ 20 % pour un faisceau de 20 kVp. En conclusion, cette étude suggère que les détecteurs à fibres scintillantes peuvent mesurer avec précision la dose de radiation reçue en imagerie diagnostique et interventionnelle, mais une calibration rigoureuse s’avère essentielle.This thesis deals with the development of a plastic scintillation detector for low energy photon eams. The main goal of the project consists in the design and characterization of this tool in the aim of measuring the radiation dose involved during diagnostic and interventional radiology examinations. The first section is devoted to the design of six different systems and to their performance evaluation when they are exposed to high and low energy radiation. For all photodetectors, the relative standard deviation (RSD) was less than 5% for dose rates higher than 3 mGy/s. This systematic approach identified the photomultiplier tube as the most appropriate photodetector for radiology specific beam qualities. Indeed, its RSD was less than 1% when the dose rate was below 0.10 mGy/s. The result analysis allowed the suggestion of some guidelines for the selection of an appropriate detector for a specific application. The second part was about this detector application to interventional radiology procedures by performing dose measurements at an anthropomorphic phantom surface. Several clinically relevant setups were reproduced to observe the detector’s accuracy and reliability. The RSD remained under 2% when the dose rate was more than 3 mGy/min and about 10% at the lowest dose rate (0.25 mGy/min). Phantom measurements showed a dose rate difference between the detector and the ion chamber of less than 4% when moving the table’s height or rotating the fluoroscope gantry. Moreover, this difference was below 2% for depth dose rate measurements. The last subject of this thesis was about the fundamental physics of scintillation within the plastic scintillators. The factors affecting the light emission were analyzed in order to identify their respective contribution. The detector’s response increased by a factor of about 4 when the tube potential varied between 20 kVp and 250 kVp. The clear optical response was below 0.5%of the scintillator’s light when the fibers were exposed on 10 cm-long by these beam qualities. he ionization quenching phenomenon was also investigated. The signal attenuation varied with the beam energy and reached about 20% for a 20 kVp beam quality. In conclusion, this study suggests that the plastic scintillation detectors can accurately measure the radiation dose involved in diagnostic and interventional radiology, but a rigorous calibration is essential.
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Dusseau, Laurent. "Etude des potentialités des phénomènes de luminescence par stimulation optique (OSL) dans les sulfures alcalino-terreux : application à la réalisation d'un lecteur portable de dosimètres OSL." Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20182.
Full textAbstract:
La thermoluminescence est une technique couramment employee en dosimetrie et en cartographie de dose. Toutefois, les effets thermiques et le temps de lecture posent des problemes auxquels la luminescence par stimulation optique (osl) apporte une solution. Les temps de lecture peuvent etre ramenes de quelques dizaines de secondes a quelques nanosecondes et la resolution amelioree d'un facteur cent. Parmi les sulfures alcalino-terreux de la famille de lenard, nous avons selectionne le mgs:ce,sm en raison de son z effectif peu eleve et de son bon rendement de luminescence. Ce materiau osl a ete caracterise sous stimulation a flux constant. L'etude spectrale a permis de determiner les conditions optimales de stimulation et de detection. Les courbes de reponse en fonction de la dose rx et gamma sont lineaires entre dix micro gy et quelques gy. L'etude de la cinetique du signal et des thermogrammes a mis en evidence le role de la temperature sur le fading. Une etude detaillee du signal osl et des facteurs susceptibles d'influencer sa forme a conduit a la conception d'un lecteur portable, capable de detecter dix micro gy rx avec une precision inferieure a cinq pour-cent
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Bourgouin, Alexandra. "Caractérisation du détecteur à fibre scintillante plastique commercial et étude sur la réduction de dose aux appareils cardiaques implantables par blindage de plomb." Master's thesis, Université Laval, 2015. http://hdl.handle.net/20.500.11794/25877.
Full textAbstract:
Le récent développement de la méthode de discrimination spectrale pour la calibration des dosimètres à fibres scintillantes plastiques (PSD) a conduit au développement du premier dosimètre commercial de ce type, soit l’Exradin W1 (STANDARD IMAGING INC., Middleton, WI, U.S.). Comme tout nouveau dosimètre, celui-ci se devait d’être caractérisé afin d’évaluer sa fiabilité en conditions standards d’irradiation. Le but premier du projet était d’effectuer cette validation. Les résultats obtenus ont démontré que le dosimètre à scintillation était un excellent candidat pour réaliser des mesures de dose hors-champ telles que rencontrées lors de l’évaluation de la réduction de dose aux appareils cardiaques implantables (ACI) par blindage. Les mesures effectuées avec l’Exradin W1 ont démontré une importante réduction de dose autant pour les simples champs antéro-postérieurs (de 40 % à 80 % de réduction de dose) que pour les traitements cliniques complexes (entre 5 % et 45 % de réduction de dose).The recent development of the spectral method for correction of the Cˇ erenkov light in plastic scintillation detectors (PSD) have led to the first commercial dosimeter of this type, the Exradin W1 (STANDARD IMAGING INC., Middleton, WI, U.S.). As any new commercial dosimeter, it had to be characterized and validated in different situations of radiation. The first purpose of this project was to perform this validation. The results of characterization have shown that PSD is an efficient dosimeter to make out-of-field doses measurements as required in the evaluation of the feasibility of using a lead sheet to reduce dose to Cardiac Implantable Electronic Devices, CIED. Measurements performed with PSD shown an important reduction of doses by the shielding for square anterior-posterior field (40 % to 80 %) and also for complex clinical treatments (5 % to 45 %).
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Gagnon, Jean-Christophe. "Performance dosimétrique et capacité matricielle du détecteur à fibre scintillante pour les contrôles de qualité en radiochirurgie stéréotaxique." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/28105/28105.pdf.
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Cloute-Cazalaa, Jérôme. "Développement de procédés génériques pour des systèmes électroniques de mesure de radionucléides naturels." Limoges, 1996. http://www.theses.fr/1996LIMO0026.
Full textAbstract:
La mesure, dans les appareils de terrain, individuels, portables ou a poste fixe, des aerosols radioactifs issus des chaines de l'uranium 238, du thorium 232 et plus particulierement des descendants a vie courte des isotopes du radon est le plus souvent realisee a l'aide de detecteurs solides de traces necessitant un traitement en laboratoire. Pour pallier ce probleme et permettre une mesure en temps reel, les recherches menees au cours de cette these ont permis de concevoir, de simuler et de realiser une solution electronique de mesure des radionucleides naturels. Dans ce cadre, trois elements principaux ont ete etudies: une tete de detection electronique des rayonnements gamma a blindage actif de faible encombrement pour la mesure des descendants a vie courte du radon, une tete de mesure basee sur un detecteur silicium permettant d'analyser par spectrometrie les particules alpha emises par les autres radionucleides a vie courte ou a vie longue, l'electronique de traitement a tres faible consommation comprenant la preamplification, l'amplification, la mise en forme et l'analyse d'amplitude par spectrometrie du signal de charges genere par les detecteurs semi-conducteurs utilises pour ces deux types de mesures
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Gillet, Pierre. "Validation d'un dosimètre patient temps réel basé sur fibre optique pour la tomodensitométrie X à l'aide de simulations Monte Carlo." Thesis, Strasbourg, 2018. http://www.theses.fr/2018STRAE025.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur la simulation d’examen scanner dans le but de valider une nouvelle méthode de mesure de dose au patient en temps réel basé sur une fibre optique scintillante. Dans un premier temps nous avons étudié la réponse en énergie de notre dosimètre, et montré qu’elle était proche de celle des chambres d’ionisation utilisées actuellement. Par la suite, un scanner a été modélisé avec succès et il a été observé que lors de l’examen, la dose au patient et la dose mesurée n’était pas impactée de la même manière par certains paramètres tels que la hauteur de la table, la position du patient, ou sa morphologie. Cependant en tenant compte de ceux-ci, il a été possible de déterminer la dose reçue par le patient durant un examen à l’aide de la mesure par fibre scintillante. Nous estimons que couplée à des simulations monte-carlo adaptées, cette mesure pourrait permettre une estimation précise de la dose délivrée aux organes à risques durant un examenThis work focuses on the simulation of CT exam, and aims to validate a new real-time patient dose measurement method that uses a scintillating optical fiber. First, we studied our dosimeter’s energy response, and we showed that it was close to the response of the ion chambers currently used. Then, we successfully modeled a scanner, and found that during the exam, patient dose and measured dose were affected differently by parameters such as the table height, the patients positioning or the patients morphology. However, when accounting for such parameters, it was possible to compute the dose delivered to the patient during an exam using the scintillating fiber measurement. We consider that when coupled with monte-carlo simulations, this measurement could be used to estimate accurately the organ dose delivered during an exam
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Guillot, Mathieu. "Conception et validation d'une matrice 2D de détecteurs à fibres scintillantes plastiques pour la dosimétrie en radiothérapie externe." Thesis, Université Laval, 2013. http://www.theses.ulaval.ca/2013/29962/29962.pdf.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur le développement et la caractérisation d’une matrice 2D de détecteurs à fibres scintillantes plastiques pour la dosimétrie des faisceaux de photons d’énergie mégavoltage utilisés en radiothérapie. Les propriétés visées lors de la conception du détecteur matriciel furent la justesse, l’équivalence à l’eau, une bonne résolution spatiale, un nombre élevé de détecteurs, et une lecture à haute fréquence des doses déposées. La première partie de cette thèse fut consacrée à améliorer la justesse de la méthode spectrale utilisée pour corriger l’effet Cerenkov. Deux procédures aptes à extraire de façon juste les coefficients d’étalonnage ont été développées. Les résultats ont montré que cette méthode peut corriger l’effet Cerenkov avec une justesse de 1%. La seconde partie de cette thèse fut consacrée à la conception, la réalisation et la validation d’un détecteur matriciel composé de 781 dosimètres insérés dans un fantôme eau-équivalent. Un système optique a aussi été développé. Il fut déterminé qu’en moyenne, l’écart-type des mesures est inférieure à 1 % pour les doses supérieures à 6.3 cGy. Il fut aussi démontré que les distributions de dose ne sont pas perturbées (à +/- 1.1 %) par la présence des dosimètres à l’intérieur du fantôme. La caractérisation de la dépendance angulaire a révélée que les incidences des faisceaux ont peu d’impact sur la justesse des mesures. Le détecteur matriciel a aussi été validé dans le contexte de la radiothérapie à intensité modulée (IMRT). Onze plans de traitement ont été mesurés et les résultats ont montré d’excellents accords avec les doses calculées à l’aide d’algorithmes convolution-superposition ou mesurées avec des films radiochromiques. La sensibilité et la spécificité du détecteur matriciel aux erreurs de position d’une lame et d’un banc de lame d’un collimateur multi-lames (MLC) ont été déterminées en appliquant la théorie de détection du signal. Cette étude conclut que les dosimètres à fibres scintillantes plastiques pourraient permettre d’améliorer la qualité de la dosimétrie en IMRT, en raison de leurs avantages par rapport aux autres dosimètres, tels que l’équivalence à l’eau, une haute résolution spatiale, la lecture à haute fréquence, et une très faible dépendance angulaire.This thesis deals with the development and characterization of a 2D array of plastic scintillation detectors for the dosimetry of megavoltage energy photon beams used in radiation therapy. The characteristics sought with the detector array are accuracy, water-equivalence, a good spatial resolution, a large number of detectors and a high frequency readout of the doses deposited. The first part of this thesis is devoted to the improvement of the accuracy of the spectral method used to correct the Cerenkov effect. A study has determined the optimal attenuation characteristics for the optical fibers and two procedures able to accurately extract the calibration coefficients were developed. Measurements performed in various situations showed that this method can correct the Cerenkov effect with an accuracy of 1 %. The second part of this thesis relates to the design, realization and validation of a detector array consisting of 781 plastic scintillation detectors inserted vertically into a plane of a water-equivalent phantom. An novel optical system was also designed. It was determined that, on average, the standard deviation of measurements is smaller than 1 % for doses deposited greater than 6.3 cGy. It was also demonstrated that the dose distributions are not perturbed (within +/- 1.1 %) by the presence of the detectors inside the phantom. The characterization of the angular dependence showed that the incidences of radiation beams have very little effect on the accuracy of measurements. The detector array was also validated in the context of intensity-modulated radiation therapy (IMRT). Eleven treatment plans were measured and the results showed excellent agreements with dose distributions calculated with convolution-superposition algorithms or measured with radiochromic films. The sensitivity and specificity of the detector array to position errors of one leaf and one leaf bank of a multileaf collimator (MLC) were also determined by applying the principles of signal detection theory. The study concluded that plastic scintillation detectors could allow improving the quality of dosimetry in IMRT, due to their advantages compared to other dosimeters, such as water-equivalence, high frequency readout, high spatial resolution and a very low angular dependence.
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Vũ, Bezin Jérémi. "Optimisation et validation des méthodes de calcul de dose à distance des faisceaux d’irradiation pour leur application dans les études épidémiologiques et cliniques en radiothérapie." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLS246/document.
Full textAbstract:
La proportion de survivants à un cancer dans la population des pays développés augmente rapidement. Dans plus de la moitié des cas, la radiothérapie a été une composante de leur traitement. Les rayons ionisants alors administrés peuvent induire de graves conséquences à long terme, en particulier les cancers radio-induits et les maladies cardiovasculaires. Ces évènements sont dus non seulement aux fortes doses administrées au volume cible, mais également aux doses plus faibles, de quelques milligray à quelques gray, non souhaitées, mais inévitablement administrées dans le reste du corps du patient par la dose hors champ. L’évolution des techniques de planification du traitement et de l’informatique en médecine permettent aujourd’hui d’obtenir, systématiquement, l’évaluation précise des doses les plus fortes administrées au patient. Les doses faibles à intermédiaires administrées en dehors du faisceau de traitement, ne sont pour leur part, ni habituellement prises en compte, ni correctement évaluées par les systèmes actuels de planification du traitement. L’objectif de ce travail était de proposer des méthodes pour estimer le rayonnement hors champ des faisceaux de photons des accélérateurs de radiothérapie externe. L’utilisation d’une bibliothèque graphique nous a permis de réaliser une représentation géométrique 3D partielle des appareils de traitement et des sources photoniques responsables de la dose reçue par le patient. Nous avons déterminé l’intensité de ces sources en utilisant des mesures réalisées dans des champs simples. Le modèle ainsi calibré permettait de simuler la variation de l’intensité des sources en fonction de la taille du champ. Cette approche a permis de décrire avec succès la variation de la dose mesurée par TLD en fonction de la distance et de la taille du champ en dehors de champs carrés. Les écarts entres les doses calculées et celles mesurées étaient inférieurs à 10 %. Une application dans des conditions cliniques a été menée, l’écart était alors en moyenne de 25 %The number of cancer survivors in developed counties increases rapidly. Fifty percent of patients treated for cancer will receive radiation therapy as part of their treatment. Ionizing radiation may induce severe long term effects, including secondary cancers and cardio-vascular diseases. Long term effects are not only due to high doses delivered in target volumes, but also to lower doses, ranging from several milligrays to several grays, undesired, but inevitably delivered in the rest of the patient’s body outside the treatment beams. Improvements in treatment planning technics and the use of computers in medicine made it possible to systematically estimate, prior to treatment, the highest doses delivered to the patient’s body. However, lower doses delivered outside the treatment beams are neither taken into account nor evaluated by present treatment planning systems. The aim of our work was to establish methods to estimate radiation doses outside photon beams from accelerators used in external radiation therapy. A graphics library was used to render a partial 3D representation of the accelerator and the photon sources associated. The intensity of these sources was determined using measurements performed in simple geometry fields. The calibrated model was hence used to estimate the source intensity variation with respect to field size. Using this method, we were able to estimate the variations of the TLD measured doses with respect to distance and field size with a 10% average discrepancy between calculations and measurements for points outside the field. Also, when testing the model in a clinical setup, the average discrepancy increased to 25%
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Plattard, Delphine. "Contribution à l'étude d'un dosimètre luminescent stimulable optiquement pour l'environnement radiatif spatial." Toulouse 3, 2001. http://www.theses.fr/2001TOU30113.
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Zhang, Ying. "Développement d'un capteur CMOS intégré pour un futur dosimètre électronique personnel de neutrons." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00753855.
Full textAbstract:
La thèse présente le développement de capteurs CMOS pour un futur dosimètre électronique neutrons. A côté des systèmes passifs largement répandus, les dosimètres actifs existants ne donnent pas satisfaction, alors qu'ils sont fermement recommandés par une directive européenne (IEC 1323). Le groupe RaMsEs de l'IPHC développe un nouveau concept de dosimètre électronique personnel neutrons à base de capteurs CMOS. Au cours de cette thèse, le circuit intégré AlphaRad2, à très bas bruit et très faible consommation électrique, a été implémenté dans une technologie commerciale. Il intègre un réseau de micro-diodes sur une surface sensible de 6.55 cm2 avec sa chaîne de traitement sur le même substrat de silicium. Des simulations physiques ont permis d'étudier le processus de collection de charge et d'optimiser l'efficacité de collection. La géométrie du capteur est un compromis entre la collection des électrons secondaires et de la capacité totale du détecteur. Le circuit de lecture comprend un amplificateur de charge (CSA), un circuit de mise en forme (shaper) et un discriminateur pour une réponse digitale. Nous présentons une analyse théorique complète du circuit, les paramètres de dessin, ainsi que des tests électriques et des tests en sources de rayonnement. La sensibilité effective du système est au niveau de la particule unique (proton ou alpha), grâce à un très bon rapport signal à bruit. Une série complète de mesures en sources de photons, de neutrons et de particules chargées a permis de démontrer une bonne efficacité aux neutrons rapides et surtout une excellente réjection gamma grâce à l'application d'un seuil électronique approprié.
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Colson, Louis. "Conception et réalisation d'un dosimètre opérationnel pour la chirurgie interventionnelle assistée par radioscopie X." Thesis, Normandie, 2021. http://www.theses.fr/2021NORMC208.
Full textAbstract:
Cette thèse concerne la conception d’un dosimètre opérationnel pour les chirurgiens opérant sous rayonnement X. Les rayons X ont été découverts en 1895 par Wilhelm Röntgen. Depuis, ils sont très largement employés que ce soit pour les contrôles effectués dans les aéroports ou dans le domaine médical. Très utiles pour soigner les personnes, ils ne sont pas sans danger que ce soit pour les patients ou les praticiens hospitaliers. Normalement, les patients sont soumis de manière ponctuelle à des irradiations. En revanche, certains praticiens hospitaliers sont confrontés aux irradiations au quotidien. On distingue ici, les personnels orientés « radiographie », qui sont normalement protégés lors de l’irradiation du patient, de certains chirurgiens qui utilisent les rayons X comme moyen de contrôle durant l’opération et pour laquelle ils sont à proximité de la zone irradiée. C’est à cette problématique que s’intéresse cette thèse. L’étude que nous proposons en partenariat avec le laboratoire de recherche en science du numérique GREYC et l’Ecole des Applications Militaires de l’Energie Atomique (EAMEA) située à Cherbourg, est donc destinée à concevoir et réaliser un détecteur de rayons X pour applications médicales visant à donner une information pour une faible dose et des faibles énergies. La partie simulation et validation (irradiation) s’est faite à l’EAMEA. Le reste du travail s’est déroulé au sein du laboratoire GREYC qui a acquis, depuis plusieurs années, une réelle expérience dans le domaine des capteurs.Pour cela, nous avons commencé par réaliser des simulations Monte-Carlo à l’aide du code de calcul GEANT4 afin de définir la géométrie optimale du détecteur. A la suite de ces résultats de simulation, nous avons réalisé le capteur par pulvérisation cathodique rf magnétron par dépôt successif de couches minces. La couche sensible du capteur a fait l’objet d’une caractérisation Raman dont les résultats sont comparés à la littérature. Une fois le capteur réalisé, nous avons procédé à une caractérisation sous un flux de rayonnement X émis depuis un générateur continu de rayons X. Les différents essais avec le générateur continu ont permis de développer une chaine d’acquisition du signal pour ensuite tester le capteur sous un champ de rayonnement pulsé au Centre Hospitalier Public du CotentinThis thesis concerns the design of an operational dosimeter for surgeons operating under X-rays. X-rays were discovered in 1895 by Wilhelm Röntgen. Since then, they have been very employed, whether for checks carried out at airports or in the medical field. Very useful for treating people, they are not without danger whether it is for patients or hospital practitioners. Normally, patients are subjected occasionally to irradiation. On the other hand, some hospital practitioners are confronted with daily irradiation. A distinction is made here between “radiography” for diagnostic, who are normally protected during irradiation of the patient, and certain surgeons who use X-rays as a control during the operation and for whom they are close to the irradiated area. This is the issue that this thesis is interested in. The study that we are proposing in partnership with the digital science research laboratory GREYC and the School of Military Applications of Atomic Energy (EAMEA) both located in Cherbourg, is therefore intended to design and produce an X-ray detector for medical applications aimed at giving information for low dose and low energies. The simulation and validation (irradiation)part was done at EAMEA. The rest of the work took place within the GREYC laboratory which has acquired, for several years, real experience in the field of sensors.We started by performing Monte-Carlo simulations using the GEANT4 calculation code in order to define the optimal geometry of the sensor. Following these simulation results, we produced the sensor by rf magnetron sputtering by successive deposition of thin layers. The sensitive layer of the sensor was subject to Raman characterization, the results of which were compared with the literature. Once the sensor had been produced, we carried out a characterization under a flow of X-rays emitted from a continuous X-ray generator. The various tests with the generator continued made it possible to develop a signal acquisition chain in order to test the sensor under a pulsed radiation field in the Centre Hospitalier Public du Cotentin
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Tippayamontri, Thititip. "Simulation Monte-Carlo de la radiolyse du dosimètre de Fricke par des neutrons rapides." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2009. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/4013.
Full textAbstract:
Monte-Carlo calculations are used to simulate the stochastic effects of fast neutron-induced chemical changes in the radiolysis of the ferrous sulfate (Fricke) dosimeter. To study the dependence of the yield of ferric ions, G(Fe[superscript 3+]), on fast neutron energy, we have simulated, at 25 [degree centigrade], the oxidation of ferrous ions in aerated aqueous 0.4 M H[subscript 2]SO[subscript 4] (pH 0.46) solutions when subjected to ~0.5-10 MeV incident neutrons, as a function of time up to ~50 s. The radiation effects due to fast neutrons are estimated on the basis of track segment (or"escape") yields calculated for the first four recoil protons with appropriate weighting according to the energy deposited by each of these protons. For example, a 0.8-MeV neutron generates recoil protons of 0.505, 0.186, 0.069, and 0.025 MeV, with linear energy transfer (LET) values of ~41, 69, 82, and 62 keV/[micro]m, respectively. In doing so, we consider that further recoils make only a negligible contribution to radiation processes. Our results show that the radiolysis of dilute aqueous solutions by fast neutrons produces smaller radical yields and larger molecular yields (relative to the corresponding yields for the radiolysis of water by [superscript 60]Co [gamma]-rays or fast electrons) due to the high LET associated to fast neutrons. The effect of recoil ions of oxygen, which is also taken into account in the calculations, is shown to decrease G(Fe[superscript 3+]) by about 10%. Our calculated values of G(Fe[superscript 3+]) are found to increase slightly with increasing neutron energy over the energy range covered in this study, in good agreement with available experimental data. We have also simulated the effect of temperature on the G(Fe[superscript 3+]) values in the fast neutron radiolysis of the Fricke dosimeter from 25 to 300 [degree centigrade]. Our results show an increase of G(Fe[superscript 3+]) with increasing temperature, which is readily explained by an increase in the yields of free radicals and a decrease in those of molecular products. For 0.8-MeV incident neutrons (the only case for which experimental data are available in the literature), there is a ~23% increase in G(Fe[superscript 3+]) on going from 25 to 300 [degree centigrade]. Although these results are in reasonable agreement with experiment, more experimental data, in particular for different incident neutron energies, would be needed to test more rigorously our Fe[superscript 3+] ion yield results at elevated temperatures.
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Higueret, Stéphane. "Développement d'un dosimètre électronique compact à base de capteurs CMOS pour la mesure du radon." Phd thesis, Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00391848.
Full textAbstract:
L'exposition du public au gaz radon 222Rn fait l'objet d'une attention croissante. Les méthodes traditionnelles de détection de radon étant soit peu flexibles, soit très chères, cette thèse présente le développement d'un dispositif électronique compact et autonome qui s'appuie sur les progrès récents en microélectronique pour la physique des particules. Le coeur du dispositif est un circuit intégré CMOS original (basse tension, faible consommation) qui assure à la fois les fonctions de capteur et de traitement. Les premiers tests, d'efficacité et en sources de particules alpha, s'appuient sur des simulations détaillées (TRIM, GEANT IV). Différents prototypes de cartes électroniques ont été développés pour d'une part la détection passive de radon à différentes concentrations et d'autre part la détection supplémentaire des descendants sur aérosols 218Po et 214Po qui contribuent de façon importante à l'irradiation α interne".Le système final est une carte miniaturisée au format CB, qui comprend quatre circuits pour la détection simultanée de radon et de ses descendants solides. Une excellente linéarité a été obtenue jusqu'à 80 kBq.m-3 sur le banc de test BACCARA au Laboratoire de Mesure des Aérosols de l‘IRSN à Saclay. Un circuit de deuxième génération est également proposé
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Higueret, Stéphane. "Développement d’un dosimètre électronique compact à base de capteurs CMOS pour la mesure du radon." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2007. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2007/HIGUERET_Stephane_2007.pdf.
Full textAbstract:
L’exposition du public au gaz radon 222Rn fait l’objet d’une attention croissante. Les méthodes traditionnelles de détection de radon étant soit peu flexibles, soit très chères, cette thèse présente le développement d’un dispositif électronique compact et autonome qui s’appuie sur les progrès récents en microélectronique pour la physique des particules. Le coeur du dispositif est un circuit intégré CMOS original (basse tension, faible consommation) qui assure à la fois les fonctions de capteur et de traitement. Les premiers tests, d’efficacité et en sources de particules alpha, s’appuient sur des simulations détaillées (TRIM, GEANT IV). Différents prototypes de cartes électroniques ont été développés pour d’une part la détection passive de radon à différentes concentrations et d’autre part la détection supplémentaire des descendants sur aérosols 218Po et 214Po qui contribuent de façon importante à l’irradiation α interne". Le système final est une carte miniaturisée au format CB, qui comprend quatre circuits pour la détection simultanée de radon et de ses descendants solides. Une excellente linéarité a été obtenue jusqu’à 80 kBq. M-3 sur le banc de test BACCARA au Laboratoire de Mesure des Aérosols de l‘IRSN à Saclay. Un circuit de deuxième génération est également proposéRadon detection is a long-standing challenge in the field of radioprotection, and the IPHC Institute of Strasbourg has pushed for the development of a fully electronic device, portable and really standalone. Our first prototype of CMOS system-on-chip is presented, together with efficiency tests and the corresponding physics simulations (TRIM, GEANT IV). We describe several electronic boards which have been developed for various kinds of tests, firstly passive detection of -particles from gaseous 222Rn in a large spectrum of activity concentrations. In a second stage, active collection of the daughter isotopes 218Po and 214Po was performed: these elements, appearing as attached on the aerosols present in air, are an important contribution to internal -irradiation. The final electronic system, of only 10 cm size, includes four independent chips to ensure simultaneous detection of radon gas and its aerosols. An excellent linearity has been measured up to 80 kBq. M-3 on the BACCARA bench of the IRSN at Saclay. A new generation chip is also studied
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Vaillé, Jean-Roch. "Développement, caractérisation et durcissement d'un dosimètre base sur la luminescence stimulée optiquement destiné aux applications spatiales." Montpellier 2, 2003. http://www.theses.fr/2003MON20161.
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Fontbonne, Jean-Marc. "Conception et réalisation d'un dosimètre à scintillation adapté à la dosimétrie de faisceaux de rayonnements ionisants en radiothérapie." Caen, 2002. http://www.theses.fr/2002CAEN2060.
Full textAbstract:
Nous présentons, dans ce mémoire, l'étude, la réalisation et la mesure des performances d'un dosimètre à scintillateur plastique adapté aux faisceaux de rayons X ou d'électrons utilisés en radiothérapie. Cet appareil est constitué d'un scintillateur plastique convertissant la dose absorbée en lumière. Celle-ci est transmise par fibre optique vers un ensemble de photo-détecteurs. Outre la scintillation, les rayonnements ionisants produisent dans le scintillateur et dans la fibre optique de transmission une lumière parasite par effet Cerenkov. Nous avons développé une technique originale de déconvolution de la lumière Cerenkov et de la lumière de scintillation, basée sur une analyse en longueurs d'ondes du signal optique. Nous exposons les avantages attendus du scintillateur plastique en dosimétrie de rayonnements de haute énergie. Ce matériau présente une excellente équivalence tissus ou eau sur l'ensemble de ses paramètres radiologiques (pouvoir d'arrêt massique, coefficient d'atténuation massique, coefficient d'absorption massique d'énergie). Nous montrons que sur ces notions, le scintillateur plastique offre des spécifications avantageuses par rapport aux dosimètres conventionnels (chambres d'ionisation ou détecteurs silicium). Nous exposons la technique de déconvolution développée et montrons comment étalonner notre dosimètre relativement à une chambre d'ionisation. Nous développons ensuite une analyse des incertitudes de mesure de cet appareil en termes d'influence de l'électronique, de la fibre optique, de la méthode de déconvolution et des erreurs d'étalonnage. L'incertitude technologique est de l'ordre de 0,5%. Nous explorons ses performances absolues en mesurant des rendements de dose en profondeur dans l'eau. Ceci nous permet de montrer que l'incertitude combinée est inférieure à ±1% sur des faisceaux de photons et d'électrons de 4MeV à 25MeV. Un aspect remarquable de l'appareil est qu'il ne nécessite pas de correction en profondeur.
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Marsolat, Fanny. "Développement d'un dosimètre diamant pour une mesure de la dose absorbée dans les mini-faisceaux utilisés en radiothérapie stéréotaxique." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00957871.
Full textAbstract:
La radiothérapie stéréotaxique est une technique de pointe relativement récente utilisée pour le traitement de tumeurs bénignes ou malignes de petites dimensions employant des mini-faisceaux. L'efficacité clinique de cette technique est prouvée et n'est pas remise en cause, cependant il n'existe pas actuellement de dosimètre véritablement approprié permettant de caractériser ces faisceaux de petites dimensions par des mesures précises de dose absolue et relative. Le problème du manque d'équilibre électronique latéral rencontré en mini-faisceaux entraîne principalement les contraintes suivantes pour le dosimètre : équivalence-eau et petit volume de détection. Les caractéristiques du diamant (faible numéro atomique Z=6, densité élevée d'atomes) en font un candidat idéal. Au cours de cette thèse, nous avons développé un prototype de dosimètre pour mini-faisceaux à partir de diamant monocristallin synthétique CVD. Les échantillons ont été caractérisés optiquement par différentes techniques et leurs propriétés de détection ont été étudiées sous rayonnement X et sous particules ?. Une série de premiers prototypes a été développée et testée sur plusieurs machines de stéréotaxie. Une étape d'optimisation de ces premiers dosimètres diamant a ensuite été réalisée notamment par l'utilisation de simulations Monte Carlo. L'optimisation des différents paramètres entrant en jeu dans la réponse du dosimètre en mini-faisceaux a permis d'aboutir à un prototype final de dosimètre diamant. Ce prototype répond au cahier des charges rédigé par les physiciens médicaux des centres hospitaliers, aussi bien en champs standards qu'en mini-faisceaux.
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Gruel, Gaëtan. "Etude de l'effet des radiations ionisantes sur la variation d'expression génique par la méthode des "puces à ADN" : faisabilité d'un dosimètre biologique." Paris 11, 2005. http://www.theses.fr/2005PA11T010.
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Moignier, Cyril. "Dosimétrie des faisceaux de photons de petites dimensions utilisés en radiothérapie stéréotaxique : détermination des données dosimétriques de base et évaluation des systèmes de planification de traitement." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112258/document.
Full textAbstract:
Les faisceaux de photons de petites dimensions utilisés en radiothérapie stéréotaxique sont caractérisés par de forts gradients de dose et un manque important d’équilibre électronique latéral, ce qui rend les techniques dosimétriques conventionnelles inadaptées. L’objectif de la thèse est de permettre une meilleure évaluation de la dose délivrée aux patients traités par radiothérapie stéréotaxique. D’une part, les données dosimétriques de base utilisées pour l’étalonnage du système de planification de traitement (TPS) ont été déterminées numériquement. Pour cela, deux installations de radiothérapie de type CyberKnife ont été modélisées avec le code Monte Carlo PENELOPE. Des mesures de rapport d’ouverture du collimateur ont également été réalisées à l’aide de plusieurs détecteurs actifs et de deux dosimètres passifs (film radiochromique et micro-LiF) et comparées aux facteurs d’ouverture du collimateur calculés par simulation. Six détecteurs ont été modélisés afin d’étudier les phénomènes physiques impliqués dans la réponse des détecteurs en petits champs. Parmi les détecteurs étudiés, seuls les films radiochromiques sont en accord avec la simulation, ils peuvent être utilisés sans facteur correctif. La perturbation induite par les autres détecteurs a pu être expliquée, soit par l’effet volume dû à la taille trop importante du volume actif par rapport au diamètre du faisceau, soit par la masse volumique des matériaux utilisés dans la conception du détecteur qui est trop éloignée de celle de l’eau. Les facteurs correctifs, permettant de corriger la non-équivalence-eau et/ou la mauvaise résolution spatiale de chaque détecteur, ont été déterminés pour les deux systèmes CyberKnife.D’autre part, un protocole de mesure de distributions de dose 2D pour les mini-faisceaux, basé sur l’utilisation des films radiochromiques, a été établi et un programme sous MatLab permettant l’analyse entre les distributions de doses mesurées et calculées a été développé. Des plans de traitement stéréotaxique en milieu hétérogène ont ensuite été réalisés pour un fantôme afin d’évaluer les algorithmes de calcul de dose implémentés dans le TPS MultiPlan (TPS associé au système CyberKnife). L’analyse des distributions de dose 2D des plans de traitement a montré que l’algorithme de type « Pencil Beam » implémenté dans MultiPlan est performant en milieu homogène équivalent-eau mais n’est pas adapté pour les milieux à faible densité électronique tels que le poumon. En effet, celui-ci surestime la dose dans le champ (jusqu’à 40%) ce qui peut conduire à diminuer l’efficacité du traitement de la tumeur et la sous-estime hors du champ ce qui risque de sous-évaluer la dose reçue par les organes à risques à proximité. En milieu hétérogène, l’algorithme Monte Carlo implémenté dans MultiPlan est globalement en accord avec la mesure et est par conséquent l’algorithme à privilégier pour estimer la dose délivrée au patient lorsque des milieux à faible densité sont présentsDosimetry of small beams is challenging given their small size compared to the detectors, high dose gradient and the lack of lateral electronic equilibrium. The Ph.D. thesis aims to improve the accuracy of the dose delivered to the patient in stereotactic radiotherapy.On the one hand, dosimetric data used to calibrate the treatment planning system (TPS) were determined using numerical simulations. To achieve this, two CyberKnife radiotherapy facilities were modelled using the PENELOPE Monte Carlo code. Output ratios measurements were performed with several active detectors and with two passive dosimeters (radiochromic film and micro-LiF) and compared with output factors calculated by simulation. Six detectors were modeled in order to study the detectors response in small beams. Among the detectors studied, only the radiochromic films were in agreement with the simulations, they can be used without correction factors. The disturbance of the detectors response in small beams was explained either by the volume effect induced by the active volume, which is too high compared to the beam size, or by the mass density effect induced by the detector body materials which are too far from water mass density. The correction factors, required to correct the disturbance caused by the non-water-equivalence and/or the low spatial resolution of each detector, were calculated for the two CyberKnife systems.On the other hand, a 2D dose measurement protocol using radiographic films and a MatLab program were developed. Stereotactic treatment plans were then performed for a phantom in order to assess the calculation algorithms implemented in the MultiPlan TPS (associated with the CyberKnife system). The analysis of the 2D dose distributions related to the stereotactic treatment plans has shown that the “Pencil Beam” based algorithm implemented in MultiPlan is suitable for dose calculation in homogeneous water-equivalent media but not in low electronic density media such as the lung. Indeed, the dose is overestimated (up to 40%) inside the field and may lead to reduce the tumor treatment efficiency while it is underestimated outside the field which can underestimate the dose to critical organs within proximity of the tumor. Regarding the Monte Carlo algorithm implemented in MultiPlan, calculated and measured dose distributions are consistent and, as a consequence, it is the most suitable algorithm available in MultiPlan to estimate the dose received by a patient when low density media are involved
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Mouhssine, Dounia. "Étude d'une nouvelle génération de dosimètre basée sur les détecteurs photostimulables type BaFBr(Eu) : caractérisation et application à la dosimétrie environnementale et personnelle." Phd thesis, Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00390708.
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Mouhssine, D. "Etude d'une nouvelle génération de dosimètre basée sur les détecteurs photostimulables type BaFBr(Eu): caractérisation et application à la dosimétrie environnementale et personnelle." Phd thesis, Université Louis Pasteur - Strasbourg I, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008967.
Full textAbstract:
Ce sujet de thèse concerne le développement et la mise au point d'un système de dosimétrie passive à base des détecteurs BaFBr:Eu2+ répondant aux nouvelles recommandations de la CIPR. Lorsqu'un film photostimulable est exposé aux rayonnements ionisants, il convertit l'énergie absorbée en une image latente. Cette énergie, emmagasinée par des électrons piégés, peut être ensuite libérée en différé sous l'effet d'une stimulation LASER sélective. Cette dernière provoque une luminescence proportionnelle à la dose reçue. Des mesures expérimentales de la fonction de réponse, en dose et en énergie, des neutrons et des rayonnements Γ ont été réalisées et complétées par des calculs de modélisation Monte-Carlo. Il ressort de cette étude que ce système peut être adapté à la dosimétrie passive des faibles et des fortes doses. Les résultats montrent un seuil de détection en équivalent de dose de 23 µSv pour les neutrons rapides et de 1,5 µGy pour les rayonnements Γ d'énergie 1,2 MeV. Destinés à la dosimétrie passive personnelle, les dosimètres mis au point ont été irradiés en conditions réelles d'utilisation, sous faisceaux de neutrons rapides et thermiques, à différents angles sur un fantôme selon les normes ISO. Ces études ont également montré la possibilité d'utiliser pour la première fois ces films pour d'autres applications en dosimétrie, notamment pour la détection du signal radon dans l'environnement. Malgré leurs avantages (facilité d'utilisation, rapidité de lecture, numérisation de l'image, remise à zéro, absence de traitement chimique) par rapport aux d'autres détecteurs passifs tels que les solides de traces nucléaires ou les thermoluminescents, les photostimulables présentent un inconvénient lié au fading. Nous présentons deux procédures pour la correction de ce fading pendant et après irradiation.
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Mouhssine, Dounia. "Etude d'une nouvelle génération de dosimètre basée sur les détecteurs photostimulables type BaFBr(Eu) : caractérisation et application à la dosimétrie environnementale et personnelle." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2004. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2004/MOUHSSINE_Dounia_2004.pdf.
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Salem, Youbba Ould. "Etude expérimentale et modélisation Monte Carlo des grandeurs opérationnelles en métrologie des rayonnements ionisants : application à la dosimétrie neutrons par radiophotoluminescence." Thesis, Strasbourg, 2014. http://www.theses.fr/2014STRAE016/document.
Full textAbstract:
Nous mettons au point un dosimètre passif capable de détecter les neutrons rapides et thermiques, destiné à la fois à la dosimétrie d'ambiance et personnelle. Ce dosimètre détecte les neutrons au moyen de convertisseurs appropriés (polyéthylène et cadmium). Cette étude s'est appuyée sur des simulations Monte Carlo, qui ont aidé à la conception géométrique du dosimètre et au choix des matériaux. La caractérisation expérimentale du dosimètre montre que les réponses à ces neutrons en termes de H*(10) et Hp(10) sont linéaires, avec des seuils de détection de 2 mSv pour les neutrons rapides et de 0, 19 mSv pour les neutrons thermiques. Les dépendances angulaires sont satisfaisantes selon les recommandations de la norme ISO 21909. Un facteur de calibration de (9,5 +- 0,5)x10 puissance -2 mSv.cm2/signal RPL a été obtenu pour les neutrons rapides de la source calibrée de 241Am-Be de l'IPHC. Ce facteur est de (9,7 +- 0,3)x10 puissance-3 mSv.cm2/signal RPL pour les neutrons thermalisésWe characterize a passive dosimeter capable of measuring both fast and thermal neutrons for ambiant and persona! dosimetry. These neutrons can be detected in a mixed neutron-gamma field with appropriate converters (polyethylene for fast neutrons, cadmium for thermal neutrons). Monte Carlo simulations with MCNPX helped with the geometrical conception of the dosimeter and the choice of materials. The responses of the RPL dosimeter to these neutrons are linear in H*(1 O) and Hp(10) with detection limits of 2 mSv for fast neutrons and 0.19 mSv for thermal neutrons. The angular dependencies are satisfactory according to the ISO 21909 norm. A calibration factor of (9.5 +- 0.5)x10 exponent -2 mSv.cm2/RPL signal is obtained to the fast neutrons of the IPHC's 241 Am-Be calibrator. This factor is (9.7 +- 0.3)x10 exponent -3 mSv.cm2/RPL signal for the thermalized neutrons
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Denagbe, Samuel. "Thermoluminescence de CaSO4: TR3+ et Bi12 Ge O20 : luminescences et interactions de couplage réseau-dopant, à partir de 10K, dans un cristal dosimètre pour la datation et dans un cristal photoréactif industriel." Bordeaux 3, 1990. http://www.theses.fr/1990BOR30205.
Full textAbstract:
Ce travail est une contribution a une meilleure comprehension des mecanismes a l'origine de la thermoluminescence des solides inorganiques a l'etat cristallin, en particulier le sulfate de calcium dope aux ions lanthanides ou au manganese, puissant dosimetre utilise notamment en datation par thermoluminescence et l'oxyde mixte de bismuth et de germanium, dont les applications industrielles sont nombreuses, notamment en holographie. Un dispositif de luminescence a tres basses temperatures, a partir de 10k (263#oc) a ete realise. Il permet une analyse spectrale fine des emissions. En ce qui concerne le sulfate de calcium, la nature des centres pieges associes aux pics dans le domaine des basses temperatures a ete proposee. Apres avoir montre l'insuffisance des relations habituelles reliant l'energie d'activation a la seule mesure de la temperature du maximum d'un pic, la mise en evidence d'une composante basse temperature dans le domaine de l'initial rise a permis de proposer un autre mode de traitement des courbes et de caracteriser la profondeur d'un piege par une seule valeur de l'energie d'activation. Nous avons montre que les ions lanthanides et manganese sont excites par un transfert d'energie non radiatif non resonnant. Grace a la resonance paramagnetique electronique, la presence systematique de deux impuretes presentes a l'etat de traces, a ete decelee dans tous les cristaux et la concentration relative impurete/dopant a permis de prevoir l'influence des constituants sur les mecanismes de luminescence. En ce qui concerne l'oxyde mixte de bismuth et de germanium, ce travail a permis d'identifier les niveaux electroniques responsables de ses proprietes opto-electroniques. Nous avons montre que le processus de thermoluminescence est caracterise par un ordre evoluant avec le degre de vidage d'un centre piege. Nous avons egalement montre que la thermoluminescence obeit a une loi expone
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Bessières, Igor. "Développement et validation expérimentale d'un outil de détermination de la dose hors-champ en radiothérapie." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00801314.
Full textAbstract:
Depuis deux décennies, les nombreux développements des techniques de radiothérapie par modulation d'intensité (RCMI) ont permis de mieux conformer la dose au volume cible et ainsi, d'augmenter les taux de réussite des traitements des cancers. Ces techniques ont souvent l'avantage de réduire la dose aux organes à risque proches de la zone traitée, mais elles ont l'inconvénient d'apporter un niveau de dose périphérique plus important que les techniques basiques sans modulation d'intensité. Dans ce contexte, l'augmentation du taux de survie des patients qui en résulte, accroît également la probabilité de manifestation d'effets iatrogènes dus aux doses périphériques (tels que les cancers secondaires). Aujourd'hui, la dose périphérique n'est pas considérée lors de la planification du traitement et il n'existe aucun outil numérique fiable pour sa prédiction. Il devient cependant indispensable de prendre en compte le dépôt de dose périphérique lors de la planification du traitement, notamment dans les cas pédiatriques. Cette étude doctorale a permis la réalisation de plusieurs étapes du développement d'un outil numérique, précis et rapide, de prédiction de la dose hors-champ fondé sur le code Monte Carlo PENELOPE. Dans cet objectif, nous avons démontré la capacité du code PENELOPE à estimer la dose périphérique en comparant ses résultats avec des mesures de référence réalisées à partir de deux configurations expérimentales (métrologique et pré-clinique). Ces travaux expérimentaux ont notamment permis la mise en place d'un protocole d'utilisation des dosimètres OSL pour la mesure des faibles doses. En parallèle, nous avons pu mettre en évidence la convergence lente et rédhibitoire du calcul en vue d'une utilisation clinique. Par conséquent nous avons réalisé un travail d'accélération du code en implémentant une nouvelle technique de réduction de variance appelée transport pseudo-déterministe spécifiquement dédiée à l'amélioration de la convergence dans des zones lointaines du faisceau principal. Ces travaux ont permis d'améliorer l'efficacité des estimations dans les deux configurations de validation définies (gain d'un facteur 20) pour atteindre des temps de calcul raisonnables pour une application clinique. Des travaux d'optimisation du code restent à entreprendre de façon à améliorer encore la convergence de l'outil pour ensuite en envisager une utilisation clinique.
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Zhou, Yang. "Development of a CMOS pixel sensor for embedded space dosimeter with low weight and minimal power dissipation." Thesis, Strasbourg, 2014. http://www.theses.fr/2014STRAE021/document.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur le développement d'un capteur de pixel monolithique CMOS utilisé pourl’identification et le comptage des particules ionisés dan l’espace avec un flux élevé. Un nouveauconcept pour l’identification de l’espèce des particules proposé dans la présente étude, est basésur l'analyse des amas de particules déclenchés. Pour valider ce nouveau concept, un capteur detaille complet, qui comprend la matrice de pixel sensible aux particules ionisés signal, une chaînede traitement du signal analogique, un convertisseur analogue numérique de 3 bits, et untraitement du signal numérique a été conçu dans un processus de 0.35 μm. Le capteur sortiedirectement des informations de flux à travers 4 canaux avec un débit de données très faible(80 bps) et dissipation d’énergie minimale (~ 100 mW). Chaque canal représente particules avecdifférentes espèces et les énergies. La densité maximum de flux mesurable est jusqu'à 108particules/cm2/s (coups s'accumulent < 5%). Un prototype à échelle réduite a été fabriqué et testéavec trois types d'illumination de rayonnement (rayons X, les électrons et laser infrarouge). Tousles résultats obtenus valident le nouveau concept proposé. Un moniteur de rayonnement spatialtrès miniaturisé basé sur un capteur de pixel CMOS peut être prévu. Le moniteur peut présente lesmêmes performances que les compteurs actuels, mais avec une dissipation de puissance réduited'un ordre de grandeur qu'un poids, un volume d'encombrement et un coût moindre. En outre, enraison de ses sorties de haut niveau et faible débit de données, aucune traitement supplémentairedu signal dehors du capteur est nécessaire, ce qui le rend particulièrement attrayant pour desapplications dan les petits satellitairesThis thesis focuses on the development of a CMOS monolithic pixel sensor used for space ionizingparticles identification and counting in high flux. A new concept for single particle identification isproposed in this study, which is based on the analysis of particle triggered clusters. To validate thisnew concept, a full size sensor including the sensitive pixel matrix, an analogue signal processingchain, a 3-bit analogue to digital converter, and a digital processing stage was designed in a 0.35μm process. The sensor directly output particles flux information through 4 channels with a verylow data rate (80 bps) and minimal power dissipation (~ 100mW). Each channel representsparticles with different species and energies. The highest measurable flux density is up to 108particles/cm2/s (hits pile up < 5%). A reduced scale prototype was fabricated and tested with 3types of radiation illumination (X-ray, electrons and infrared laser). All the results obtained validatethe proposed new concept and a highly miniaturized space radiation monitor based on a singleCMOS pixel sensor could be foreseen. The monitor could provide measurements of comparable orbetter quality than existing instruments, but at around an order of magnitude lower powerconsumption, mass and volume and a lower unit cost. Moreover, due to its high level and low datarate outputs, no signal treatment power aside the sensor is required which makes it especiallyattractive for small satellite application
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Bessières, Igor. "Développement et validation expérimentale d’un outil de détermination de la dose hors-champ en radiothérapie." Thesis, Paris 11, 2013. http://www.theses.fr/2013PA112016/document.
Full textAbstract:
Depuis deux décennies, les nombreux développements des techniques de radiothérapie par modulation d’intensité (RCMI) ont permis de mieux conformer la dose au volume cible et ainsi, d’augmenter les taux de réussite des traitements des cancers. Ces techniques ont souvent l’avantage de réduire la dose aux organes à risque proches de la zone traitée, mais elles ont l’inconvénient d’apporter un niveau de dose périphérique plus important que les techniques basiques sans modulation d’intensité. Dans ce contexte, l’augmentation du taux de survie des patients qui en résulte, accroît également la probabilité de manifestation d’effets iatrogènes dus aux doses périphériques (tels que les cancers secondaires). Aujourd’hui, la dose périphérique n’est pas considérée lors de la planification du traitement et il n’existe aucun outil numérique fiable pour sa prédiction. Il devient cependant indispensable de prendre en compte le dépôt de dose périphérique lors de la planification du traitement, notamment dans les cas pédiatriques. Cette étude doctorale a permis la réalisation de plusieurs étapes du développement d’un outil numérique, précis et rapide, de prédiction de la dose hors-champ fondé sur le code Monte Carlo PENELOPE. Dans cet objectif, nous avons démontré la capacité du code PENELOPE à estimer la dose périphérique en comparant ses résultats avec des mesures de référence réalisées à partir de deux configurations expérimentales (métrologique et pré-clinique). Ces travaux expérimentaux ont notamment permis la mise en place d’un protocole d’utilisation des dosimètres OSL pour la mesure des faibles doses. En parallèle, nous avons pu mettre en évidence la convergence lente et rédhibitoire du calcul en vue d’une utilisation clinique. Par conséquent nous avons réalisé un travail d’accélération du code en implémentant une nouvelle technique de réduction de variance appelée transport pseudo-déterministe spécifiquement dédiée à l’amélioration de la convergence dans des zones lointaines du faisceau principal. Ces travaux ont permis d’améliorer l’efficacité des estimations dans les deux configurations de validation définies (gain d’un facteur 20) pour atteindre des temps de calcul raisonnables pour une application clinique. Des travaux d’optimisation du code restent à entreprendre de façon à améliorer encore la convergence de l’outil pour ensuite en envisager une utilisation cliniqueOver the last two decades, many technical developments have been achieved on intensity modulated radiotherapy (IMRT) and allow a better conformation of the dose to the tumor and consequently increase the success of cancer treatments. These techniques often reduce the dose to organs at risk close to the target volume; nevertheless they increase peripheral dose levels. In this situation, the rising of the survival rate also increases the probability of secondary effects expression caused by peripheral dose deposition (second cancers for instance). Nowadays, the peripheral dose is not taken into account during the treatment planification and no reliable prediction tool exists. However it becomes crucial to consider the peripheral dose during the planification, especially for pediatric cases. Many steps of the development of an accurate and fast Monte Carlo out-of-field dose prediction tool based on the PENELOPE code have been achieved during this PhD work. To this end, we demonstrated the ability of the PENELOPE code to estimate the peripheral dose by comparing its results with reference measurements performed on two experimental configurations (metrological and pre-clinical). During this experimental work, we defined a protocol for low doses measurement with OSL dosimeters. In parallel, we highlighted the slow convergence of the code for clinical use. Consequently, we accelerated the code by implementing a new variance reduction technique called pseudo-deterministic transport which is specifically with the objective of improving calculations in areas far away from the beam. This step improved the efficiency of the peripheral doses estimation in both validation configurations (by a factor of 20) in order to reach reasonable computing times for clinical application. Optimization works must be realized in order improve the convergence of our tool and consider a final clinical use
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Garcia, Pierre. "Application de la luminescence stimulée optiquement à la dosimétrie embarquée sur les engins spatiaux." Montpellier 2, 2008. http://www.theses.fr/2008MON20249.
Full textAbstract:
Le dosimètre par luminescence stimulée optiquement développé par le groupe Radiac de l'IES a été intégré à l'expérience CARMEN-2 du CNES, à bord du satellite JASON-2. Les étapes ayant conduit à l'optimisation du capteur, à sa caractérisation et sa qualification sont présentées ainsi que les premiers résultats en vol. Un rappel de la contrainte radiative liée à l'environnement spatial a permis d'identifier les différents types d'effets susceptibles d'affecter les composants embarqués évoluant dans cet environnement hostile. L'état de l'art des différents dosimètres existants, en particulier ceux susceptibles d'être utilisés dans une mission spatiale nous a permis de définir au mieux le besoin dans le cadre de l'application ciblée, à savoir la dosimétrie à bord d'un vaisseau spatial en orbite basse. Cet objectif requiert la mesure de dose de quelques mGy par orbite. Il a nécessité des modifications structurelles du dosimètre dont le seuil de détection est désormais inférieur au mGy. Le banc de mesure servant à caractériser le dosimètre en laboratoire a également du être modifié pour prendre notamment en compte pour accepter la nouvelle sortie différentielle du capteur et simuler les variations de température. La réponse du capteur est indépendante du débit de dose et présente une incertitude sur la mesure inférieur à 4 %. Plusieurs campagnes d'irradiations sous faisceaux de protons et d'électrons ont été menées pour étudier la dégradation induite sur l'électronique associée. Il a été montré que le durcissement mené au niveau système compense correctement la dégradation subie par les composants. Sur la base de ces résultats, une méthode originale permettant d'évaluer à la fois la dose ionisante, c'est-à-dire l'énergie tranférée aux électrons et la dose non ionisante, c'est-à-dire l'énergie transférée sous forme de déplacement d'atomes a été proposée. La température à bord des satellites étant susceptible de fluctuer, une étude de l'influence de la température a été menée et un modèle de correction proposé. A l'heure où cette thèse a été rédigée, nous disposons déjà de résultats préliminaires en vol fournis par le CNESA dosimeter based on optically stimulated luminescence was developed by the Radiac group of the Institut d'Electronique du Sud and integrated to the CARMEN-2 CNES experiment on board the JASON-2 satellite. The stages leading to the optimization, the characterization and the qualification of the sensor are presented as well as the preliminary in-flight results. A review of the space radiative environment has made possible to identify several mechanisms likely to impact on the on-board electronics. Considering the state of the art of existing dosimeters, it is possible to better define the needs in the context of the target application, that is dosimetry on-board a spacecraft in Low Earth Orbit. The completion of this goal requires the measurement of doses as low as a few mGy per revolution. To achieve this target the architecture of the sensor had to be deeply modified. The detection threshold is now below 1mGy. The characterization bench used to perform ground based testing also had to be modified to allow connection to the new differential output and make possible to control the temperature variations. It was shown that the uncertainty on the dose measured is less than 4%. Several irradiation campaigns were led to study the radiation induced degradation of the sensor using electron and proton beams. It was shown that the system hardening solutions compensate efficiently the degradation observed on devices. On the basis of these results, a novel method is proposed to evaluate at the same time the ionizing dose that is the energy transferred to electrons and the non ionizing dose, that is the energy deposition leading the displacement of atoms in semi-conductors. In space, strong temperature variations may be recorded. A specific study on the impact of temperature on the sensor response was led and a correction model was proposed. Preliminary in-flight results received from Jason-2 are finally presented
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Sanguanmith, Sunuchakan. "Low-linear energy transfer radiolysis of liquid water at elevated temperatures up to 350[degrees]C Monte-Carlo simulations." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2012. http://hdl.handle.net/11143/5548.
Full textAbstract:
A re-examination of our Monte-Carlo modeling of the high-temperature radiolysis of liquid water by low-linear energy transfer (LET~0.3 keV/[micro]m) radiation has been undertaken in an attempt to reconcile our computed g-values (primary yields) of the various radiolytic products (e[superscript -][subscript aq], ¨OH, H¨, H[subscript 2], and H[subscript 2]O[subscript 2]) with recently reevaluated experimental data over the range from 25 up to 350 [degrees]C. The temperature dependence of the rate constant for the self-reaction of the hydrated electron (e[superscript -][subscript aq]) measured under alkaline conditions, and in particular the abrupt drop observed above 150 [degrees]C, was assumed, in contrast to previous study, to be valid also in near-neutral pH water. To best reproduce the currently available temperature-dependent g-values, we found it necessary to introduce a discontinuity in the temperature dependence at 150 [degrees]C of certain parameters that intervene in the physicochemical stage of the radiolysis, including the thermalization distance (r[subscript]th) and the dissociative attachment (DEA) of subexcitation electrons, and the dissociative decay of electronically and vibrationally excited water molecules. With the exception of g(H[subscript 2]) above 200 [degrees]C, all calculated g-values were consistent with the general observation that when the temperature is increased, the yields of free radicals g(e[superscript]-[subscript]aq), g(¨OH), and g(H¨) increase while the molecular yield g(H[subscript 2]O[subscript 2]) decreases.Although H[subscript 2] is a molecular product, g(H[subscript 2]) was observed to continue to increase with temperature for a reason that has been a matter of controversy recently. Our simulations show that the reaction of H¨ atoms with water previously proposed by Swiatla-Wojcik and Buxton can indeed account for the anomalous increase in g(H[subscript 2]) at high temperature if we use for the rate constant of this reaction the value of 10[superscript 4] M[superscript 1] s[superscript -1] at 300 [degrees]C. Finally, as a direct application of the Fricke (ferrous sulfate) dosimeter, we have calculated the spur lifetime ([tau]s) and its temperature dependence. The results show that our calculated [tau]s value is decreasing from 4.2×10[superscript -7] to 5.7×10[superscript -8] s over the temperature range 25-350 [degrees]C.
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Mirsaleh, Kohan Leila. "Comparison of the Effects of Cobalt-60 [gamma]-Rays and Tritium [beta][superscript -]Particles on Water Radiolysis and Aqueous Solutions and Radiolysis of the Ceric-Cerous Sulfate Dosimeter at Elevated Temperature." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2014. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/168.
Full textAbstract:
Abstract : Monte Carlo simulations have proven to be very powerful techniques to study the radiolysis of water and the mechanisms underlying this radiolysis. Monte Carlo simulations particularly become important when there are no experimental results available in the literature due, for instance, to the difficulty of performing such experiments. This thesis presents a study of the radiolysis of water irradiated by different types of radiation and at various temperatures, employing Monte Carlo simulations. The first part of the thesis uses Monte Carlo simulations to elucidate the mechanisms involved in the self-radiolysis of tritiated water and to examine the importance of the effects of higher “linear energy transfer” (LET) by comparing [[superscript 3]H [beta][superscript -] radiations (mean initial energy of ~5.7 keV) with [superscript 60]Co [gamma]-rays (~1 MeV electrons). Our simulations showed that, for [superscript 3]H [beta][superscript -], we observe lower radical and higher molecular yields than in γ-radiolysis. These differences in yields are consistent with differences in the nonhomogeneous distribution of primary transient species in the two cases. Overall, our results corroborate well with previously reported work, and support a picture of [superscript 3]H [beta][superscript -] radiolysis mainly driven by the chemical action of “short tracks” of high local LET. This same trend in yields of radical and molecular products was also found under acidic conditions as well as in the aerated Fricke dosimeter. One of our main findings was that the measured Fricke yield G(Fe[superscript 3+]) could be best reproduced if a single, mean “equivalent” electron energy of ~7.8 keV were used to mimic the energy deposition by the tritium [beta][superscript -] particles (rather than the commonly used mean of ~5.7 keV), in full agreement with a previous recommendation of ICRU Report 17. The second part of this thesis investigates the radiolysis of the ceric-cerous sulfate dosimeter at elevated temperatures. In this radiolysis, H[superscript •] (or HO[subscript 2][superscript •] in the presence of oxygen) and H[subscript 2]O[subscript 2] produced by the radiolytic decomposition of water both reduce Ce[superscript 4+] ions to Ce[superscript 3+] ions, while [superscript •]OH radicals oxidize the Ce[superscript 3+] present back to Ce[superscript 4+]. Our simulations showed that the net Ce[superscript 3+] yield decreases almost linearly with increasing temperature up to ~250 °C, in excellent agreement with experiment. Above 250 °C, our model predicts that G(Ce[superscript 3+]) drops markedly with temperature until, instead of Ce[superscript 4+] reduction, Ce[superscript 3+] oxidation is observed. This drop is shown to result from the occurrence of the reaction of H[superscript •] atoms with water in the homogeneous chemical stage.//Résumé : La méthodologie de simulation Monte-Carlo s’est révélée être une très puissante technique dans l’étude des mécanismes de la radiolyse de l’eau. En particulier, la simulation Monte-Carlo se rend même plus importante quand les résultats expérimentaux ne sont pas disponibles, notamment dû aux difficultés techniques. Le mémoire actuel représente une étude sur la radiolyse de l’eau irradiée par différents rayonnements à différentes températures, en utilisant la simulation Monte-Carlo. Dans la première partie de ce mémoire, on examine les mécanismes d’auto-radiolyse de l’eau tritiée ainsi que l’importance de l’effet de « transfert linéaire d'énergie » (TLE) en comparant les électrons [béta][indice supérieur -] de [indice supérieur 3]H avec les rayons [béta][indice supérieur -] de [indice supérieur 60]Co. Nos simulations montrent que, pour les rayons [béta][indice supérieur -] de [indice supérieur 3]H, on observe moins de production de radicaux libres et plus de produits moléculaires. Ces différences de rendement sont en accord avec les différences de distribution non-homogène des espèces primaires transitoires dans les deux cas. En résumé, nos résultats corroborent bien avec les travaux publiés précédemment et donnent une perspective de la radiolyse [béta][indice supérieur -] de [indice [supérieur 3]H qui est en majorité contrôlée par l’action chimique de « trajectoires courtes » de TLE local élevé. La même tendance pour la production des radicaux libres et des produits moléculaires a été trouvée en milieu acide ainsi que pour le dosimètre aéré de Fricke. Un de nos résultats principaux montre que le rendement G(Fe[indice supérieur 3+]) du dosimètre de Fricke peut être mieux reproduit si une seule énergie électronique moyenne « équivalente » de ~7.8 keV est utilisée pour mimer la déposition d’énergie par les particules [béta][indice supérieur -] du tritium (au lieu de la valeur moyenne de ~5.7 keV qui est utilisée fréquemment). Ceci est en complet accord avec une recommandation du rapport 17 de l’ICRU. La deuxième partie de ce mémoire concerne la radiolyse du dosimètre au sulfate cérique-céreux à températures élevées. Lors de cette radiolyse, H[indice supérieur •] (ou HO[indice inférieur 2][indice supérieur •] en présence d’oxygène) et H[indice inférieur 2]O[indice inférieur 2] produits par la décomposition radiolytique de l’eau réduisent les ions cériques Ce[indice supérieur 4+] en ions céreux Ce[indice supérieur 3+], tandis que les radicaux [indice supérieur •]OH oxydent Ce[indice supérieur 3+] en Ce[indice supérieur 4+]. Nos simulations montrent que le rendement G (Ce[indice supérieur 3+]) décroît quasi linéairement avec la température entre 25 et 250 ° C, en excellent accord avec l’expérience . Au-dessus de 250 °C, notre modèle prédit une diminution marquée de G (Ce[indice supérieur 3+]) jusqu’à ce qu’on l’observe, au lieu d’une réduction de Ce[indice supérieur 4+], une oxydation de Ce[indice supérieur 3+]. Nous montrons que cette diminution est due à l’intervention de la réaction des atomes H[indice supérieur •] avec l’eau en milieu homogène.
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"Conception d'un dosimètre à fibre scintillante pour la curiethérapie." Thesis, Université Laval, 2008. http://www.theses.ulaval.ca/2008/25891/25891.pdf.
Full text
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Kamio, Yuji. "Développement d'un nouveau critère pour déterminer les limites d'utilisation des détecteurs en dosimétrie non standard." Thèse, 2013. http://hdl.handle.net/1866/10601.
Full textAbstract:
Depuis quelques années, il y a un intérêt de la communauté en dosimétrie d'actualiser les protocoles de dosimétrie des faisceaux larges tels que le TG-51 (AAPM) et le TRS-398 (IAEA) aux champs non standard qui requièrent un facteur de correction additionnel. Or, ces facteurs de correction sont difficiles à déterminer précisément dans un temps acceptable. Pour les petits champs, ces facteurs augmentent rapidement avec la taille de champ tandis que pour les champs d'IMRT, les incertitudes de positionnement du détecteur rendent une correction cas par cas impraticable. Dans cette étude, un critère théorique basé sur la fonction de réponse dosimétrique des détecteurs est développé pour déterminer dans quelles situations les dosimètres peuvent être utilisés sans correction. Les réponses de quatre chambres à ionisation, d'une chambre liquide, d'un détecteur au diamant, d'une diode, d'un détecteur à l'alanine et d'un détecteur à scintillation sont caractérisées à 6 MV et 25 MV. Plusieurs stratégies sont également suggérées pour diminuer/éliminer les facteurs de correction telles que de rapporter la dose absorbée à un volume et de modifier les matériaux non sensibles du détecteur pour pallier l'effet de densité massique. Une nouvelle méthode de compensation de la densité basée sur une fonction de perturbation est présentée. Finalement, les résultats démontrent que le détecteur à scintillation peut mesurer les champs non standard utilisés en clinique avec une correction inférieure à 1%.In recent years, the radiation dosimetry community has shown a keen interest in extending broad beam dosimetry protocols such as AAPM's TG-51 and IAEA's TRS-398 to nonstandard fields which involve the use of an additional correction factor. Yet, these correction factors are difficult to determine precisely in a time frame that is acceptable. For small fields, these factors increase rapidly with field size, whereas for composite IMRT fields, detector positioning uncertainties render a case-by-case correction impractical. In this study, a theoretical criterion based on radiation detectors' dose response functions is used to determine in which situations a given dosimeter can be used without correction. The responses of four ionization chambers, a liquid-filled chamber, a diamond detector, an unshieded diode, an alanine dosimeter and a plastic scintillator detector are characterized at 6 MV and 25 MV. Several strategies are also suggested to reduce/eliminate correction factors such as reporting the absorbed dose to a volume and modifying the non-sensitive components of a detector to compensate for mass density effects. A new method of density compensation based on a perturbation function is presented. Finally, results show that the scintillator detector can measure nonstandard fields used in the clinic with corrections under 1%.