Soutenance de thèse de M. Zghari Ismail

ZGHARI Ismail, Laboratoire PhLAM - UMR8523 - Equipe Photonique

Titre: Mesures dosimétriques fibrées et simulation de la réponse optique sous rayonnement X de la silice dopée par des terres rares

Jury: B. CAPOEN (PhLAM, encadrant), H. EL HAMZAOUI (PhLAM, encadrant), M. CANNAS (Université de Palermo, Italie, rapporteur), A. GOUSSAROV (SCK CEN Belgian Nuclear Research Center, Belgique, Rapporteur), S. LESOILLE (SODERN, membre), L. BIGOT (PhLAM, membre), Y. OUERDANE (Université de Saint-Etienne, invité)

Résumé:

La radiothérapie a connu plusieurs progrès ces dernières années concernant la taille et l’intensité des faisceaux de rayonnement X. Ceci a donné lieu à l’apparition de nouvelles techniques (radiothérapie conformationnelle par modulation de l’intensité, flash-thérapie, protonthérapie). Ces techniques exigent des mesures in vivo et en temps réel de la dose absorbée avec une grande précision spatiale et temporelle. Dans ce contexte qui est le cadre du projet ANR FIDELIO (Fiber-based In-vivo realtime Dosimetry for Pulsed Radiotherapy), nous proposons l’étude de dosimètres à fibre scintillante, basés sur la radioluminescence (RL) de verres de silice dopée. Ainsi, nous nous intéressons à la dynamique temporelle du signal de radioluminescence (RL) de verre de silice dopés avec des ions de terre rares et aux effets de la température de mesure sur ce signal. Des mesures dosimétriques déportées ont été réalisés à différentes températures en utilisant des barreaux et des fibres de silice dopés par des ions Ce3+, Gd3+ ou Ce/Gd, les barreaux ayant été soudés à une fibre de transport radio-durcie. Pour toutes les températures de mesure, le comportement de la RL est linéaire en fonction du débit de dose. De plus, la réponse RL augmente avec la température d’irradiation. Pour expliquer cette augmentation, un modèle théorique reproduisant la réponse RL à différents température a été élaboré dans le cas des verres dopés par des ions Ce3+, Gd3+ et co-dopée Ce3+/Gd3+. Ce modèle a permis de mettre en évidence les mécanismes et les dynamiques impliqués dans ces matériaux radio-sensibles. Cette approche, qui repose sur la confrontation des données théoriques et expérimentales, ouvre de vastes perspectives pour le développement de dosimètres à fibres optiques adaptés aux environnements présentant des fluctuations d'irradiation, ou de température. En combinant les mesures simultanées de plusieurs processus de luminescence (radioluminescence, thermoluminescence, voire luminescence optiquement stimulée), ces dosimètres offrent une indépendance vis-à-vis de la température et permet d'évaluer la dose cumulée en temps réel. Cette avancée constitue une étape significative dans le domaine de la dosimétrie par voie optique.