5 - Dosimétrie et surveillance pour l’expostion interne
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L’utilisation de cryostats restant toujours un réel obstacle, la deuxième voie semble être la
plus prometteuse pour le futur de la mesure in vivo. La raison principale est que le recours
à une technologie à température ambiante présente l’avantage vis-à-vis du détecteur
germanium fonctionnant à température azote liquide de permettre une grande surface de
détection mieux ajustée aux géométries complexes du corps humain. Pour la mesure
spécifique du plutonium, un projet a été initié à l’IRSN pour développer un système
pulmonaire basé sur l’utilisation du silicium de haute résistivité, car seule la fabrication
des détecteurs de type silicium avec de grandes dimensions est bien maîtrisée au plan
industriel et offre des garanties suffisantes de fiabilité pour des applications en radioprotection. Ce système devrait permettre un gain d’un facteur 2 sur la limite de détection pour
la mesure de 239 Pu ce qui représente une avancée significative (de Carlan et al., 1998). Il
reste, néanmoins, que les difficultés techniques liées à la mise en œuvre de ces détecteurs
sont nombreuses.
5.3.5.2. Perspectives d’étalonnage numérique des installations
Comme il a été vu précédemment, bien que d’importants efforts aient été réalisés pour
rendre le plus réaliste possible les fantômes physiques utilisés pour l’étalonnage des
systèmes anthroporadiamétriques, ils ne représentent qu’une géométrie approximative et
généralement ne contiennent qu’une distribution uniforme des radioéléments dans les
tissus contaminés. De ce fait, des corrections significatives doivent être faites sur les
facteurs d’étalonnage afin d’obtenir les efficacités absolues applicables à un individu
donné. Si l’on considère la mesure in vivo des émetteurs X et γ basse énergie déposés dans
les poumons ou dans les plaies, ces corrections deviennent particulièrement cruciales et
pratiquement impossibles à évaluer dans le cas de contaminations inhomogènes.
Pour pallier ces limitations et ainsi permettre une meilleure estimation de la contamination, des efforts de recherche importants sur de nouvelles techniques d’étalonnage sont en
train d’être réalisées associant des fantômes numériques basés sur les données anatomiques des personnes à mesurer et des codes de calcul Monte Carlo. Ces méthodes utilisent
des fantômes mathématiques voxellisés (de voxel, pour « volume element » ou volume
élémentaire) reconstruits à partir d’images numériques produites par tomodensitométrie
(CT ou scanner) ou par imagerie par résonance magnétique (IRM) associés à des codes de
Monte Carlo permettant le transport des particules. C’est ce qui a été réalisé à l’IRSN en
développant un outil appelé ŒDIPE (Outil d’Évaluation de la Dose Interne Personnalisée)
(Aubineau-Lanièce et al., 2004) qui permet à la fois la construction de fantômes numériques voxellisé spécifiques des personnes pour la simulation de la mesure anthroporadiamétrique et à la fois des calculs de dose associés. Un exemple de réalisation d’un fantôme
numérique représentant le fantôme de Livermore et les détecteurs associés pour la mesure
pulmonaire est présenté sur la figure 5.10.
5.3.6. Cas particulier de la mesure des plaies contaminées
Après l’incorporation par inhalation représentée par le modèle pulmonaire et l’incorporation par ingestion qui se réfère au modèle de transfert gastro-intestinal, il existe encore un
autre mode de transfert de la radioactivité à l’intérieur du corps humain, il s’agit de l’incorporation par transfert cutané. Le transfert peut se faire par l’intermédiaire d’une plaie ou
simplement par passage du contaminant à travers les couches de la peau (eau tritiée). Ce
dernier mode de transfert cutané reste néanmoins assez rare car la peau est une barrière
efficace contre les substances radioactives.
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L’utilisation de cryostats restant toujours un réel obstacle, la deuxième voie semble être la
plus prometteuse pour le futur de la mesure in vivo. La raison principale est que le recours
à une technologie à température ambiante présente l’avantage vis-à-vis du détecteur
germanium fonctionnant à température azote liquide de permettre une grande surface de
détection mieux ajustée aux géométries complexes du corps humain. Pour la mesure
spécifique du plutonium, un projet a été initié à l’IRSN pour développer un système
pulmonaire basé sur l’utilisation du silicium de haute résistivité, car seule la fabrication
des détecteurs de type silicium avec de grandes dimensions est bien maîtrisée au plan
industriel et offre des garanties suffisantes de fiabilité pour des applications en radioprotection. Ce système devrait permettre un gain d’un facteur 2 sur la limite de détection pour
la mesure de 239 Pu ce qui représente une avancée significative (de Carlan et al., 1998). Il
reste, néanmoins, que les difficultés techniques liées à la mise en œuvre de ces détecteurs
sont nombreuses.
5.3.5.2. Perspectives d’étalonnage numérique des installations
Comme il a été vu précédemment, bien que d’importants efforts aient été réalisés pour
rendre le plus réaliste possible les fantômes physiques utilisés pour l’étalonnage des
systèmes anthroporadiamétriques, ils ne représentent qu’une géométrie approximative et
généralement ne contiennent qu’une distribution uniforme des radioéléments dans les
tissus contaminés. De ce fait, des corrections significatives doivent être faites sur les
facteurs d’étalonnage afin d’obtenir les efficacités absolues applicables à un individu
donné. Si l’on considère la mesure in vivo des émetteurs X et γ basse énergie déposés dans
les poumons ou dans les plaies, ces corrections deviennent particulièrement cruciales et
pratiquement impossibles à évaluer dans le cas de contaminations inhomogènes.
Pour pallier ces limitations et ainsi permettre une meilleure estimation de la contamination, des efforts de recherche importants sur de nouvelles techniques d’étalonnage sont en
train d’être réalisées associant des fantômes numériques basés sur les données anatomiques des personnes à mesurer et des codes de calcul Monte Carlo. Ces méthodes utilisent
des fantômes mathématiques voxellisés (de voxel, pour « volume element » ou volume
élémentaire) reconstruits à partir d’images numériques produites par tomodensitométrie
(CT ou scanner) ou par imagerie par résonance magnétique (IRM) associés à des codes de
Monte Carlo permettant le transport des particules. C’est ce qui a été réalisé à l’IRSN en
développant un outil appelé ŒDIPE (Outil d’Évaluation de la Dose Interne Personnalisée)
(Aubineau-Lanièce et al., 2004) qui permet à la fois la construction de fantômes numériques voxellisé spécifiques des personnes pour la simulation de la mesure anthroporadiamétrique et à la fois des calculs de dose associés. Un exemple de réalisation d’un fantôme
numérique représentant le fantôme de Livermore et les détecteurs associés pour la mesure
pulmonaire est présenté sur la figure 5.10.
5.3.6. Cas particulier de la mesure des plaies contaminées
Après l’incorporation par inhalation représentée par le modèle pulmonaire et l’incorporation par ingestion qui se réfère au modèle de transfert gastro-intestinal, il existe encore un
autre mode de transfert de la radioactivité à l’intérieur du corps humain, il s’agit de l’incorporation par transfert cutané. Le transfert peut se faire par l’intermédiaire d’une plaie ou
simplement par passage du contaminant à travers les couches de la peau (eau tritiée). Ce
dernier mode de transfert cutané reste néanmoins assez rare car la peau est une barrière
efficace contre les substances radioactives.