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Qu’est-ce que la dose ?

La dose est la quantité d’énergie déposée par un rayonnement à un milieu par unité de masse irradiée. Elle est mesurée en Gray (J/Kg).

Un enjeu majeur

Tous les phénomènes qui découlent de l’interaction d’un rayonnement avec la matière, inerte ou vivante, sont tous fortement dépendant de la dose reçue : de sa valeur, mais aussi de la façon dont celle-ci est déposée dans l’espace et dans le temps. Qu’il s’agisse par exemple d’irradier une cellule  pour comprendre son comportement, de déterminer un rendement radiolytique, de mettre au point de nouveaux détecteurs ou d’étudier l’altération de matériaux.

Les recherches menées au sein d’Arronax-Nantes en Physique, Radiolyse, Radiochimie et Radiobiologie, couvrent tout l’éventail des doses et des échelles de temps, comme le montre le diagramme ci-dessous :

Répartition de ces activités de recherches dans l’espace dose-temps

 

 

Une recherche interdisciplinaire et transversale

C’est pourquoi, en s’appuyant sur le savoir-faire des différentes équipes, cet axe développe une recherche interdisciplinaire et transversale sur la dosimétrie. Elle permet de proposer une large palette de techniques dosimétriques complémentaires, et ce pour différents rayonnements utilisés sur le site du cyclotron ARRONAX (proton, hélion, gamma).

Cette palette est synthétisée par le diagramme ci-dessous :

Palette des techniques dosimétriques employées autour d’ARRONAX

 

 

Quelques exemples de résultats et applications :

Dans le cas de techniques dosimétriques innovantes ou étendues en dehors de leur champ habituel, nos travaux font l’objet de publications, communications, partenariats ou ANR. Citons par exemple :

  • ANR PEPITE :

Détermination de la dose d’endommagement de polymères et du comportement physico-chimique de ces derniers en vue d’une utilisation dans un détecteur.

 

  • Dosimétrie de Fricke IN-SITU étendue aux hélions de hautes énergies :

“Chemical Dosimetry during Alpha Irradiation: A Specific System for UV-Vis in Situ Measurement”, Cédric Costa, Francis Crumière, Guillaume Blain, Johan Vandenborre, Massoud Fattahi, American Journal of Analytical Chemistry, 2012, 3, 6-11

 

L’aspect in-situ permet en une minute d’avoir accès au débit de dose et à la stabilité du tir :

Mesure de débit de dose in-situ par la méthode de super-fricke lors d’un tir d’hélion de 62MeV @Arronax

 

  • Exemple de résultats :

La détection par émission UV des paquets d’alphas du cyclotron ARRONAX. Chaque paquet au sein des trames de faisceaux  est espacé de 33ns soit 30.45MHz, fréquence fondamentale du cyclotron :

Cette technique permet une analyse fine de la structure temporelle des faisceaux de particules produits par le cyclotron. Elle est le fruit du travail commun des équipes de radiolyse et de physique de SUBATECH en collaboration avec le service R&D d’ARRONAX.
Cette technique est utilisée en routine pour les expériences de radiolyse pulsée pour le diagnostic des faisceaux, mais aussi à des fins dosimétriques dans les expériences de physique en lien avec la radiobiologie.