Une instrumentation avancée pour contrôler les doses de radiation

La dosimétrie des radiations (l'évaluation de la quantité de radiations reçu par une personne) a des applications telles que le contrôle des expositions professionnelles, l'évaluation des thérapies médicales, celle de la dose secondaire (due à la dispersion) pendant une radiothérapie, et même celle de l'exposition des personnes sur les vols commerciaux et des astronautes dans l'espace. Un important consortium international composé de huit partenaires à part entière et de six partenaires associés forme des chercheurs en début de carrière sur ce sujet avec le soutien du projet ARDENT (Advanced Radiation Dosimetry European Network Training initiative).

Le projet cherche à développer une coopération internationale ainsi que la recherche européenne, à promouvoir le transfert technologique vers l'industrie, et à préparer une nouvelle génération de scientifiques pour une carrière dans le domaine de plus en plus important de la dosimétrie des radiations. L'accent est mis sur les détecteurs à gaz, les détecteurs à état solide et les détecteurs de traces (qui utilisent des matériaux dans lesquels le passage de particules nucléaires accélère la dégradation par rapport aux matériaux bruts, ce qui permet de «révéler» le trajet des particules). Les chercheurs développent une instrumentation de test pour mesurer les distributions d'énergie et les quantités dosimétriques dans des champs complexes de rayonnement et dans des rayons de particules monoénergétiques utilisés pour la thérapie du cancer.

Tous les 15 chercheurs en début de carrières ont trouvé un emploi et ont été impliqués dans un programme étendu de recherche et de formation. Ils proviennent de 10 pays et environ un quart d'entre eux sont des femmes, une proportion plutôt élevée au vu de la représentation féminine dans ce domaine en général. Pour chacun de ces chercheurs, un document de projet consigne les formations suivies, les activités expérimentales, les conférences et présentations, les publications scientifiques, les activités d'information du public et les détachements. Le site web du projet fournit des détails sur le projet et ses résultats.

Apport secondaire au projet original, l'Agence spatiale européenne (ASE) a proposé des détachements pour utiliser le simulateur Geant4 afin d'étudier les performances du détecteur TimePix. TimePix est un trajectographe constitué d'un circuit intégré hybride à pixels et destiné à une mesure directe de l'énergie de différents types de radiations. Geant4 est un ensemble d'outils simulant le passage de particules à travers de la matière. Les deux systèmes ont été développés via des collaborations au sein du CERN (Conseil européen pour la recherche nucléaire) en Suisse.

Plusieurs projets tournent autour du développement et des utilisations de Timepix. C'est ainsi que le tout nouveau détecteur GEMPix a été conçu à partir de deux solutions du CERN (GEM et Timepix), avec des utilisations dans les domaines de la dosimétrie médicale, de la microdosimétrie et des mesures d'émissions de photons à faible énergie pour la caractérisation des déchets radioactifs.

Un «fantôme» 4D imitant les mouvements d'un thorax humain pendant la respiration a été développé, capable de simuler les mouvements des poumons, des os et des tissus à l'intérieur d'un torse humain, ainsi que ceux d'une tumeur. Il comprend la possibilité d'insérer des détecteurs passifs et actifs afin de mesurer précisément la dose délivrée à une tumeur en mouvement dans le cadre d'une radiothérapie conventionnelle et, à l'avenir, dans des centres avancés de thérapie par hadrons.

ARDENT mène des recherches de pointe dans la dosimétrie des radiations, avec un accent particulier sur les utilisations industrielles, par le biais de ses quatre entreprises partenaires. Le projet a formé une nouvelle génération de chercheurs dans un domaine clé de la recherche, encouragé le développement du secteur privé, et renforcé la collaboration internationale afin de laisser un héritage durable.