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IRSN, Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire

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Enhancing Nuclear Safety


Research

Theses in progress

3D printing of phantoms for dosimetric purpose


Host laboratory: ​Internal dose assessment laboratory (LEDI)

Beginning of the thesis: October 2015

Student name: Tiffany Beaumont



Subject description (in French)

L’anthroporadiamétrie est une méthode de surveillance qui consiste à estimer l’incorporation des radionucléides à partir de mesures spectrométriques. Dans la pratique, l’étalonnage est réalisé à l’aide de fantômes physiques qui restent à ce jour limités vis-à-vis de l’anatomie humaine. De nombreuses recherches ont porté sur le développement d’étalonnages réalistes à l’aide de fantômes numériques et de simulations Monte Carlo. Grâce au développement de l’impression 3D, il est aujourd’hui possible de revenir à des techniques plus adaptées à la mesure. En cas d’accident nucléaire, tous les isotopes de l’iode sont rejetés dans l’atmosphère et ont la particularité de se fixer naturellement dans la thyroïde. La population exposée risque de développer un cancer de la thyroïde et ce risque est maximal chez les enfants, étant donné leur plus grande radiosensibilité. Plusieurs incidents ont montré la difficulté d’interprétation des mesures thyroïdiennes chez l’enfant. En effet, on utilise un fantôme d’étalonnage adulte car il n’existe pas à ce jour de fantôme thyroïdien enfant.

Afin d’obtenir une meilleure estimation du risque sanitaire chez les enfants, des fantômes thyroïdiens anthropomorphes ont été conçus pour différentes classes d’âge (5, 10, 15 ans, et l’homme adulte).

À l’aide d’un logiciel d’infographie, des modèles de thyroïdes adaptés à l’âge sont réalisés. Ces modèles sont insérés dans des cous, incluant une vertèbre, une moelle épinière et une trachée. Tous ces éléments sont adaptés pour chaque âge. Une part importante du travail consiste à optimiser la fabrication de l’insert afin de reproduire une atténuation réaliste, de garantir son étanchéité et sa robustesse dans le temps. Les efficacités de comptage, au contact du détecteur, montrent 25 % d’écart entre l’enfant de 5 ans et l’adulte. La comparaison des efficacités de comptage entre le fantôme de référence de l’IRSN et le fantôme adulte développé est de l’ordre de 7 %. Les fantômes ont ainsi pu être validés et brevetés (FR1650855).

Par la suite, une étude systématique sera menée afin de définir le protocole le plus approprié pour la mesure de l’enfant en situation post-accidentelle. Ces fantômes serviront également en médecine nucléaire pour améliorer la dosimétrie et la quantification de l’activité injectée.


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