Propriétés thermoluminescentes du diamant CVD : applications à la dosimétrie des rayonnements ionisants

Thermoluminescents properties of CVD diamond : applications to ionising radiation dosimetry.

• Auteur / Autrice : Aurélie Petitfils
• Direction : Mourad Benabdesselam
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Radiophysique et imagerie médicales
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rayonnements ionisants

Radiothérapie

Dosimétrie par thermoluminescence

Conduction thermostimulée

Solides -- Propriétés thermiques

Émission exoélectronique

Luminescence

Diamants artificiels

Mots clés libres

Diamant CVD

Thermoluminescence

Extinction de la luminescence

Dosimétrie par thermoluminescence

Radiothérapie

CVD diamond

Thermoluminescence

Luminescence thermal quenching

Thermoluminescence dosimetry

Radiotherapy

Résumé

Ce travail souligne l'intérêt du diamant synthétique pour la dosimétrie par thermoluminescence (TL) et plus particulièrement pour la radiothérapie. La première partie de ce travail porte sur les propriétés thermoluminescentes et dosimétriques du diamant polycristallin élaboré par synthèse CVD. Les résultats obtenus montrent que ce matériau est bien adapté pour la dosimétrie médicale par TL. La deuxième partie de ce travail s'intéresse à l'application du diamant CVD en radiothérapie. Des mesures de profils de dose, de rendements en profondeur sous photons et électrons, la cartographie d'un faisceau d'électrons et des mesures en Radiothérapie Conformationnelle avec Modulation d'Intensité ont été réalisées avec nos échantillons et comparées à la réponse d'un détecteur de référence. L'ensemble des résultats obtenus montre tout le potentiel du diamant CVD pour une utilisation comme dosimètre TL dans les zones à forts gradients de dose et pour le contrôle des faisceaux d'accélérateurs de traitement.

Remarkable properties of synthetic diamond (human soft tissue equivalence, chemical stability, non-toxicity) make this material suitable for medical application as thermoluminescent dosimeter (TLD). This work highlights the interest of this material as radiotherapy TLD. In the first stage of this work, we looked after thermoluminescent (TL) and dosimetric properties of polycristalline diamond made by Chemically Vapor Deposited (CVD) synthesis. Dosimetric characteristics are satisfactory as TLD for medical application. Luminescence thermal quenching on diamond has been investigated. This phenomenon leads to a decrease of dosimetric TL peak sensitivity when the heating rate increases. The second part of this work analyses the use of synthetic diamond as TLD in radiotherapy. Dose profiles, depth dose distributions and the cartography of an electron beam obtained with our samples are in very good agreement with results from an ionisation chamber. It is clearly shown that CVD) diamond is of interest to check beams of treatment accelerators. The use of these samples in a control of treatment with Intensity Modulated Radiation Therapy underlines good response of synthetic diamond in high dose gradient areas. These results indicate that CVD diamond is a promising material for radiotherapy dosimetry.