Conception et développement d'un fantôme anthropomorphe équipé de détecteurs dans le but d'évaluer la dose efficace à un poste de travail : étude de faisabilité

Christophe FURSTOSS, thèse de doctorat de l'université Paris XI Orsay, spécialité physique nucléaire, 175 p., soutenue le 20 novembre 2006.

Les travaux de recherche menés durant cette thèse ont pour objet de déterminer la possibilité de concevoir et de développer un fantôme anthropomorphe équipé de détecteurs dans le but d’évaluer la dose efficace E en champs photoniques aux postes de travail. La démarche a consisté, dans un premier temps, à étudier les dépôts d’énergie dans les organes du fantôme à partir de calculs effectués avec le code de transport Monte Carlo MCNPX, afin de déterminer les positions de détection dans les différents organes. Puis, l’étude a porté sur l’importance de la contribution des organes à la dose efficace afin de diminuer le nombre de points de détection dans le fantôme. Enfin, les cahiers des charges des détecteurs et du fantôme ont été établis en s’appuyant sur les résultats des modélisations et sur l’étude bibliographique réalisée. Les résultats ont fait apparaître que 24 ou 23 positions de détection dans le fantôme, selon les valeurs du facteur de pondération tissu wT (publication 60 ou nouvelles recommandations de la CIPR), permettaient d’estimer la dose efficace E à ±15 % de 50 keV à 4 MeV. De plus, l’intérêt de disposer d’un fantôme instrumenté a été démontré en comparant l’estimation de E par l’équivalent de dose individuel Hp et par le fantôme instrumenté lors d’irradiations avec des sources ponctuelles (travailleur devant une boîte à gants par exemple). Enfin, deux types de dosimètres et un type de fantôme anthropomorphe ont été sélectionnés à partir des cahiers de charge. Toutefois, au niveau des détecteurs principalement, des développements seront nécessaires. A la suite de cette étude, il serait donc intéressant de caractériser et d’adapter les détecteurs sélectionnés. L’étude pourrait également être poursuivie en étendant les applications du fantôme instrumenté à l’évaluation de E en champ mixte photons-neutrons.