Les traitements en radiothérapie conventionnelle et FLASH s’établissent au moyen d’accélérateurs médicaux. Ces accélérateurs ont la possibilité de produire des faisceaux d’électrons et des faisceaux X (au moyen d’une cible de conversion) à une énergie maximale donnée.

Des études antérieures ont montré que l’utilisation de faisceaux d’électrons à ultra haut débit de dose (FLASH) permettait d’optimiser l’irradiation des tissus tumoraux tout en épargnant les tissus sains environnants. A ceci vient s’ajouter le fait que des électrons de très hautes énergies (VHEE : 100-250 MeV) ont un pouvoir balistique intéressant dans le traitement des tumeurs profondes. Le projet FRATHEA recouvre ces deux aspects en proposant un irradiateur médical capable de produire des faisceaux FLASH d’électrons à très hautes énergies. Ce sont les faisceaux FLASH-VHEE. 

Lors du traitement, l’usage des faisceaux FLASH-VHEE pourrait être à l’origine de l’activation d’éléments de la salle dans laquelle se trouve l’accélérateur. L’activation de ces éléments générerait alors des rayonnements gammas, des particules chargées (beta) et des neutrons. C’est pourquoi, il est requis d’avoir une sonde capable d’évaluer la dosimétrie ambiante, tout en prenant en compte la nature des particules incidentes.

Dans ce contexte, le CEA, List a en charge le développement et l’intégration d’un prototype de sonde neutron/gamma pour la mesure de la dose ambiante. L’objectif de ce stage est de prendre en main les sondes du laboratoire conçues pour des problématiques de mesures proches et de les tester pour la radiothérapie conventionnelle et FLASH. Le stagiaire devra alors caractériser le prototype de sonde sous source neutron/gamma, en conditions de radiothérapie conventionnelle et en conditions de radiothérapie FLASH. Les mesures en conditions de radiothérapie seront réalisées suivant des cas d’usages différents, salle vide ou avec un fantôme patient positionné sur la table de traitement.

Ce stage s’articulera en plusieurs étapes :

1) Prise en main de la sonde dans des conditions de fonctionnement standard.

a)  Mesure sous source neutron/gamma.
b)  Utilisation d’une électronique d’acquisition adaptée incluant des numériseurs (CAEN et/ou FASTER).
c)  Analyse de données à travers l’usage d’algorithmes de traitement existants.

2) Test de la sonde en environnement radiothérapie.

a)  Mesure de la dose ambiante dans la salle de traitement conventionnel (plateforme DOSEO, CEA, faisceau de photons X ou d’électrons)
b)  Mesure de la dose ambiante dans la salle de traitement FLASH (plateforme de l’Institut Curie, faisceau d’électrons pulsés de 7MeV, dose ambiante attendue plus élevée).

3) Évaluation et rapport sur les mesures réalisées avec la sonde dans les trois environnements de tests.

Pré-requis

Le candidat devra pouvoir travailler en équipe, faire preuve de rigueur technique dans la prise de mesure. Pour la réalisation de ces travaux, les règles relatives à la radioprotection des travailleurs impliqueront le classement du stagiaire en catégorie B.

Modalités

Profil recherché : M1 ou école d’ingénieur, mesures physiques

Démarrage : premier semestre 2025