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IRSN, Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire

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Enhancing Nuclear Safety


Research

Theses in progress

Development of electron paramagnetic resonance spectroscopy on human keratin based tissue for radiological accident dosimetry


Host laboratory: ​Ionizing radiation dosimetry laboratory (LDRI)

Beginning of the thesis: October 2015

Student name: Nicolas Tkatchenko


Subject description (in French)

Cette thèse a pour objectif de développer de nouveaux moyens en dosimétrie d’accident radiologique, notamment lors d’irradiations localisées au niveau des mains. Cette typologie d’accident est récurrente, mais il est très souvent impossible ou extrêmement compliqué d’estimer les doses reçues. Localement, les doses peuvent atteindre plusieurs dizaines de grays, comme par exemple, dans le cas de préhension de sources radioactives.

L’IRSN a développé une approche innovante basée sur la quantification dans les ongles
des radicaux libres induits par l’irradiation par spectroscopie par résonance paramagnétique électronique (RPE). Des premiers protocoles ont permis de réaliser les premières expertises pour le compte de REACTS (USA) et de l’AIEA.

Si cette approche présente de nombreux avantages - facilité du prélèvement, stabilité du signal et possibilité d’établir une cartographie de la dose absorbée aux extrémités - l’analyse des spectres RPE s’avère être très complexe et de nombreux paramètres influent sur la production et la stabilité des radicaux mesurés. En effet, le spectre RPE d’un échantillon d’ongle irradié présente deux signaux de signatures identiques : un endogène (BKS) sensible à l’humidité et variable d’un individu à l’autre, et un radioinduit (RIS) stable mais de faible intensité.

Tout l’enjeu réside dans la caractérisation des entités chimiques qui leur sont associées afin de pouvoir développer des méthodes pour séparer les différentes composantes du spectre et extraire l’information dosimétrique. Dans cette optique, des techniques d’analyses complémentaires (spectroscopie de masse, RMN, RPE pulsée et haute fréquence…) pourront être utilisées. De plus, une étude sur la variabilité des signaux et l’influence des paramètres extérieurs (température, humidité, exposition UV, vernis, durcisseur…) est actuellement menée. Il s’agit d’améliorer les protocoles existants uniquement dédiés au fortes doses (> 10 Gy) et d’en proposer un nouveau pour les plus faibles doses.


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