Dosimétrie en champs mixte (neutrons, photons) utilisant la spectrométrie par résonance paramagnétique électronique (RPE)  - IRSN - Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2006

Dosimetry of an accident in mixed field (neutrons, photons) using the spectrometry by electronic paramagnetic resonance(EPR)

Dosimétrie en champs mixte (neutrons, photons) utilisant la spectrométrie par résonance paramagnétique électronique (RPE) 

Résumé

In a radiological accident, the assessment of the dose received by the victim is relevant information for the therapeutic strategy. Two complementary dosimetric techniques based on physical means are used in routine practice in the laboratory: EPR spectroscopy performed on materials removed from the victim or gathered from the vicinity of the victim and Monte Carlo calculations. EPR dosimetry, has been used successfully several times in cases of photon or electron overexposures. Accidental exposure may also occur with a neutron component. The aim of this work is to investigate the potentiality of EPR dosimetry for mixed photon and neutron field exposure with different organic materials (ascorbic acid, sorbitol, glucose, galactose, fructose, mannose, lactose and sucrose). The influence of irradiation parameters (dose, dose rate, photon energy) and of environmental parameters (temperature of heating, light exposure) on the EPR signal amplitude was studied. To assess the neutron sensitivity, the materials were exposed to a mixed radiation field of experimental reactors with different neutron to photon ratios. The relative neutron sensitivity was found to range from 10% to 43% according to the materials. Prior knowledge of the ratio between the dose in samples measured by EPR spectrometry and organ or whole body dose obtained by calculations previously performed for these different configurations, makes it possible to give a first estimation of the dose received by the victim in a short delay. The second aim of this work is to provide data relevant for a quick assessment of the dose distribution in case of accidental overexposure based on EPR measurements performed on one or several points of the body. The study consists in determining by calculation the relation between the dose to the organs and whole body and the dose to specific points of the body, like teeth, bones or samples located in the pockets of victim clothes, for different external exposures corresponding to most representative configurations.
Lors d’un accident radiologique, l’estimation de la dose reçue par la victime est une donnée fondamentale pour l’établissement de la stratégie thérapeutique. Deux techniques dosimétriques complémentaires basées sur des outils physiques sont utilisées en routine dans le laboratoire : la spectrométrie RPE basée sur la mesure de matériaux présents sur la victime ou dans son environnement et les techniques numériques utilisant le calcul Monte Carlo. La reconstitution de la dose par spectrométrie RPE a déjà été utilisée avec succès lors d’accidents radiologiques dus à une exposition aux photons ou aux électrons. Une exposition accidentelle peut également se produire avec une composante neutronique. L’objectif de ce travail a été d’étudier l’intérêt dosimétrique de matériaux organiques (acide ascorbique, sorbitol, glucose, galactose, fructose, mannose, lactose et saccharose) produisant un signal RPE dans le cas d’irradiations en champ mixte (n,γ) afin d’estimer la dose reçue. L’influence de paramètres d’irradiation (dose, débit de dose, énergie photons) et de paramètres environnementaux (température de chauffe, exposition à la lumière) sur l’amplitude du signal RPE a été étudié. Afin d’estimer la sensibilité aux neutrons, les matériaux ont été irradiés à un champ d’irradiation mixte issus de réacteurs expérimentaux, avec des rapports neutrons / photons différents. La sensibilité relative aux neutrons a été estimée entre 10% et 43% selon le matériau. La connaissance du rapport entre la dose en certains points estimée par la technique RPE et la dose aux organes et/ou au corps entier pour certaines configurations d’irradiation peut permettre une première estimation de la dose reçue par la victime dans un délai court. Le deuxième objectif de la thèse a consisté à fournir des données intéressantes pour l’estimation rapide de la distribution de la dose dans le cas d’une surexposition accidentelle en utilisant la technique RPE en un ou plusieurs points du corps. Le travail a consisté à mettre en place une base de données développée à partir de simulations numériques permettant de définir des facteurs de passage entre la dose aux organes et/ou au corps entier et la dose en certains points estimée par la mesure RPE d’échantillons de dent, d’os ou des échantillons positionnés dans des poches de vêtement de la victime pour différentes expositions externes correspondant aux configurations d’irradiation les plus représentatives. Résonance paramagnétique électronique (RPE)
Fichier non déposé

Dates et versions

tel-04474948 , version 1 (23-02-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04474948 , version 1

Citer

Marie-Laure Herve. Dosimétrie en champs mixte (neutrons, photons) utilisant la spectrométrie par résonance paramagnétique électronique (RPE) . Physique Médicale [physics.med-ph]. Université Paris 11, 2006. Français. ⟨NNT : 2006PA11T019⟩. ⟨tel-04474948⟩
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