Etude de l’influence de la biocinétique des

Stéphanie LAMART, thèse de doctorat de l'université Paris XI, UFR Scientifique d'Orsay, spécialité physique nucléaire, 264 p., soutenue le 13 octobre 2008

L’anthroporadiametrie, ou mesure in vivo, est une methode de choix pour l’estimation de la retention d’activite en cas de contamination interne. Cependant elle reste actuellement limitee par l’utilisation de fantomes physiques d’etalonnage ne permettant pas de reproduire fidelement la morphologie de la personne mesuree, ni la distribution reelle de la contamination. La methode d’etalonnage usuelle entraine ainsi des incertitudes systematiques significatives sur la quantification de la contamination. Pour ameliorer la mesure in vivo, le Laboratoire d’Evaluation de la Dose Interne (LEDI, IRSN), a developpe, via le logiciel OEDIPE, une methode d’etalonnage numerique originale basee sur des fantomes voxelises construits a partir d’images medicales de personnes et sur le code Monte Carlo MCNPX de transport des particules. La premiere version d’OEDIPE a permis de modeliser des sources homogenes simples et de mieux estimer, en mesure pulmonaire des actinides, les incertitudes systematiques liees au positionnement et a la distribution heterogene de l’activite dans les poumons. Cependant elle ne permettait pas de prendre en compte la distribution dynamique et souvent heterogene de l’activite entre les differents organes et tissus.
Or l’efficacite du systeme de detection depend de la distribution de la source d’activite. L’objectif essentiel du travail de these est donc de repondre a la question suivante : quelle est l’influence de la biocinetique des radionucleides sur la mesure in vivo ?
Pour y repondre, il est apparu necessaire de modifier OEDIPE de maniere approfondie. Ce nouveau developpement a permis de modeliser la source d’activite de facon plus realiste a partir de modeles biocinetiques de reference etablies par la CIPR. La premiere partie du travail a consiste a developper les outils numeriques necessaires a l’integration de la biocinetique dans le modele de source d’OEDIPE. Puis une methodologie a ete developpee pour quantifier son influence sur la mesure in vivo a partir de resultats de simulations.
Cette methode a ete mise en oeuvre et validee sur le modele de l’installation a quatre detecteurs germanium du LEDI. Enfin, la procedure a ete appliquee a l’installation de mesure in vivo du Secteur Analyses Medicales du centre AREVA NC de La Hague et a un cas reel de contamination. Ce travail a permis d’etudier et de quantifier la connaissance partielle de la distribution corporelle de l’activite comme une source supplementaire d’incertitude systematique dans la mesure in vivo. Des ecarts de l’ordre de 50% ont ete mis en evidence dans l’estimation de la retention d’activite par la mesure pulmonaire de la raie a 59,54 keV de l’Am-241 dans les premiers jours apres l’incorporation.
La methode developpee sera utilisee au Secteur Analyses Medicales d’AREVA NC La Hague et pourra etre appliquee dans les autres laboratoires de mesure des travailleurs du nucleaire pour corriger les coefficients d’etalonnage en fonction de la biocinetique des radionucleides. En reduisant l’incertitude systematique associee, ce travail permettra d’ameliorer en consequence l’estimation de la dose resultant d’une contamination interne.