La dose est la quantité d’énergie déposée par un rayonnement à un milieu, par unité de masse irradiée. Elle est exprimée en Gray (J/kg).
Tous les phénomènes qui découlent de l’interaction d’un rayonnement avec la matière, inerte ou vivante, sont fortement dépendants 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 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 un très large éventail de doses et d’échelles de temps :
Répartition des activités de recherche d’Arronax dans l’espace dose-temps
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) :
Palette des techniques dosimétriques employées autour d’Arronax
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 :
- 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 du GIP 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.