Etude de l'influence de la biocinétique des radionucléides sur la mesure anthroporadiamétrique à l'aide de fantômes numériques voxélisés

Study of the influence of radionuclide biokinetics on in vivo counting using voxel phantoms

• Auteur / Autrice : Stéphanie Lamart
• Direction : Didier Franck
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Contamination

Radioprotection

Mots clés libres

Simulation monte carlo

Mesure anthroporadiamétrique

Fantômes anthropomorphes voxélisés

Résumé

L’anthroporadiamétrie, ou mesure in vivo, permet d’estimer la rétention d’activité en cas de contamination interne. Cependant, elle reste actuellement limitée par l’utilisation de fantômes physiques d’étalonnage ne permettant pas de reproduire fidèlement la morphologie de la personne mesurée, ni la distribution réelle de la contamination, ce qui entraîne des incertitudes systématiques significatives sur sa quantification. Pour améliorer la mesure in vivo, une méthode d’étalonnage numérique basée sur des fantômes voxélisés construits à partir d’images médicales de personnes et sur le code Monte Carlo MCNPX de transport des particules a été développée via l’application OEDIPE. Dans cette thèse, la distribution dynamique et souvent hétérogène de l’activité entre les différents organes et tissus a été simulée à partir des modèles biocinétiques des radionucléides élaborés par la Commission Internationale de Protection Radiologique, afin d’étudier son influence sur l’efficacité du système de détection et de fournir des facteurs de correction pour les étalonnages actuels. La méthode a été appliquée au système anthroporadiamétrique du secteur médical de l’usine de retraitement du combustible d’AREVA à La Hague et un cas réel d’inhalation d’actinides a été étudié pour quantifier a posteriori l’influence de la biocinétique des radionucléides sur les mesures. Cette thèse ouvre des perspectives en termes d’estimation des incertitudes en dosimétrie interne et propose une méthode d’analyse des contaminations permettant de personnaliser le modèle biocinétique afin d’améliorer l’estimation de la dose.

The in vivo measurement is an efficient method to estimate the retention of activity in case of internal contamination. However, it is currently limited by the use of standard physical phantoms for the calibration, reproducing neither the individual morphology of the measured person nor the actual distribution of the contamination, which therefore leads to significant systematic uncertainties on its quantification. To improve the in vivo measurement, an original numerical calibration method based on voxel phantoms created from the medical images of persons and associated with the MCNPX Monte Carlo code of particle transport was developed through the OEDIPE software. In this thesis, the dynamic feature, and often heterogeneous distribution between body organs and tissues of the activity was simulated on the basis of the radionuclide biokinetic models elaborated by the International Commission on Radiological Protection, in order to study its influence on the detection efficiency and to provide correction factors for the current calibration. The method was applied at the medical department of AREVA NC La Hague reprocessing plant and an actual actinide inhalation case was studied a posteriori to check the influence of the biokinetics. This thesis opens new prospects for the estimation of uncertainty in internal dosimetry and provides a new method to analyse contamination cases by personalizing the biokinetic model in order to improve the estimation of the dose.