L’étude de la matière inerte et vivante sous irradiations adresse des questions aussi bien fondamentales qu’appliquées, dans les domaines de la santé, des matériaux, de l’énergie. L’interaction des rayonnements ionisants avec la matière peut induire des transformations physiques, chimiques ou biologiques qui se produisent sur une échelle de temps extraordinairement grande, depuis l’émission de rayons gamma prompts quelques 10-20 s après l’irradiation jusqu’aux conséquences biologiques à long terme. Ces études nécessitent des développements expérimentaux et des outils de modélisation adaptés. Au sein de cet axe, des équipes de physiciens, chimistes et biologistes collaborent pour mener à bien ces recherches.

Les laboratoires impliqués sont le GIP Arronax, le CRCINA et Subatech, mais aussi des laboratoires extérieurs dans le cadre de collaborations nationales et internationales. Les thématiques abordées concernent :

  • La médecine nucléaire
    • Production de radionucléides innovants : mesures de sections efficaces et ciblerie
    • Radiolyse de produits radiopharmaceutiques
  • Les matériaux et l’énergie

    • Radiolyse des milieux aqueux
    • Spéciation des radionucléides sous rayonnement pour le cycle du combustible
  • Les analyses et contrôles non destructifs
    • Analyses par faisceaux d’ions (IBA, Ion Beam Analysis)
    • Contrôle non-destructif (CND)
  • La radiobiologie

    • Culture cellulaire et suivi biologique (techniques classiques et microscopie temps réel)
    • Irradiation de cellules par faisceaux alpha (vertical ou horizontal) : contrôle de la dose physique, production et effets des espèces radicalaires, étude par radiolyse pulsée
    • Études des effets des forts débits de dose (protonthérapie flash) et des espèces chimiques produites

Ces recherches s’appuient sur des équipements de pointe : microscope électronique, spectromètre à résonance paramagnétique électronique, tomographe à rayons X, microscope timelapse, etc. (voir rubrique « Nos équipements« ) et une large palette de particules et énergies disponibles : protons, deutons et particules alpha (délivrées par le cyclotron Arronax, jusqu’à 70 MeV) ; neutrons (activateur neutronique) ; photons gamma et X (générateurs et irradiateurs).

Des méthodes et outils innovants sont également utilisés et développés :

  • Faisceau
    • 3 lignes d’irradiation dédiées, dont une verticale
    • Développement d’outils de diagnostics faisceau
    • Développement de faisceaux pulsés
  • Dosimétrie
    • Dosimétrie en ligne, non invasive, physique et chimique
    • Développement de détecteurs et méthodes associés
  • Culture cellulaire
    • Capacité à travailler  en milieu stérile
    • Incubateurs, microscope inversé, congélateur -80°C
    • Microscopie à fluorescence time-lapse

Vue de cellules de cancer du sein en présence de d’un traceur fluorescent
après irradiation par At-211

nos publications

  • Proton Irradiations at Ultra-High Dose Rate vs. Conventional Dose Rate: Strong Impact on Hydrogen Peroxide Yield, Blain G, Vandenborre J, Villoing D, Fiegel V, Fois GR, Haddad F, et al., Radiation Research, 8 juin 2022.
    https://doi.org/10.1667/RADE-22-00021.1
  • How radiolysis impacts astatine speciation?, Ghalei M, Mahdi Khoshouei P, Vandenborre J, Guerard F, Blain G, Zarei M, et al., Radiation Physics and Chemistry. sept 2022;198:110224.
    https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2022.110224

  • Proton beam dosimetry at ultra-high dose rates (FLASH): Evaluation of GAFchromic™ (EBT3, EBT-XD) and OrthoChromic (OC-1) film performances, Villoing, D., Koumeir, C., Bongrand, A., Guertin, A., Haddad, F., Métivier, V., Poirier, F., Potiron, V., Servagent, N., Supiot, S., Delpon, G., Chiavassa, S, Medical Physics, 2022, 49 (4), 2732–2745
    https://doi.org/10.1002/mp.15526

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