Réalisation d’un dispositif de contrôle et d’imagerie de faisceaux balayés d’ions

par Caroline Pautard

Thèse de doctorat en Constituants élémentaires et physique théorique

Sous la direction de Jean Colin.

Soutenue en 2008

à Caen .


  • Résumé

    Au cours de cette thèse, un moniteur de faisceaux balayés d’ions a été développé pour mesurer en ligne des distributions spatiales de fluence. Ce moniteur contient une chambre d’ionisation, des capteurs à effet Hall et un scintillateur. La chambre d’ionisation placée entre la sortie du faisceau et l’expérience mesure le débit d’ions. Les capteurs à effet Hall placés près des aimants de balayage du faisceau permettent de localiser le spot. Le scintillateur est couplé à un tube photomultiplicateur pour réaliser l’étalonnage de la chambre d’ionisation et à un système d’imagerie pour étalonner les capteurs à effet Hall. Ce moniteur a été développé pour contrôler les faisceaux d’une salle du GANIL (Grand Accélérateur National d’Ions Lourds) accueillant des expériences de radiobiologie dans le cadre de la recherche en hadronthérapie. En effet, cette nouvelle technique de traitement du cancer par irradiation d’ions nécessite la connaissance précise de la relation entre la dose administrée à des échantillons biologiques et les effets induits. Pour mener à bien ces études, il est impératif de contrôler en ligne la fluence. Le moniteur a été testé avec différents faisceaux au GANIL. Il permet de mesurer la fluence avec une précision relative de ±4% sur une gamme de débit de dose allant de 1mGy/s à 2Gy/s. Installé à demeure sur les lignes dédiées à la radiobiologie au GANIL, ce moniteur permettra de contrôler les distributions spatiales de fluence pour chaque irradiation. Le scintillateur et le dispositif d’imagerie sont également utilisés pour contrôler la position, la forme du spot et l’énergie de différents faisceaux tels que ceux utilisés en hadronthérapie.

  • Titre traduit

    Realization of a scanning ion beam monitor


  • Résumé

    During this thesis, a scanning ion beam monitor has been developed in order to measure on-line fluence spatial distributions. This monitor is composed of an ionization chamber, Hall Effect sensors and a scintillator. The ionization chamber set between the beam exit and the experiment measures the ion rate. The beam spot is localized thanks to the Hall Effect sensors set near the beam sweeping magnets. The scintillator is used with a photomultiplier tube to calibrate the ionization chamber and with an imaging device to calibrate the Hall Effect sensors. This monitor was developed to control the beam lines of a radiobiology dedicated experimentation room at GANIL (Grand Accélérateur National d’Ions Lourds). These experiments are held in the context of the research in hadrontherapy. As a matter of fact, this new cancer treatment technique is based on ion irradiations and therefore demands accurate knowledge about the relation between the dose deposit in biological samples and the induced effects. To be effective, these studies require an on-line control of the fluence. The monitor has been tested with different beams at GANIL. Fluence can be measured with a relative precision of ±4% for a dose rate ranging between 1mGy/s and 2Gy/s. Once permanently set on the beam lines dedicated to radiobiology at GANIL, this monitor will enable users to control the fluence spatial distribution for each irradiation. The scintillator and the imaging device are also used to control the position, the spot shape and the energy of different beams such as those used for hadrontherapy.

Autre version

Cette thèse a donné lieu à une publication en 2008 par [CCSD] [diffusion/distribution] à Villeurbanne

Réalisation d’un dispositif de contrôle et d’imagerie de faisceaux balayés d’ions

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Informations

  • Détails : 1 vol. (154 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 151-154

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  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque Rosalind Franklin (Sciences-STAPS).
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TCAS-2008-28
  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque Rosalind Franklin (Sciences-STAPS).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TCAS-2008-28bis
  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque Rosalind Franklin (Sciences-STAPS).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TCAS-2008-28ter
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