B.3 Conditions d’irradiations et de mesures

Les mesures de FOC, profils de dose et rendement en profondeur ont été réalisées avec une distance source surface de 90 cm. Les FOC et les profils ont été réalisés avec une profondeur de 10 cm. Pour les détecteurs actifs, les mesures ont été réalisées dans la cuve à eau et les détecteurs placés à l’aide du système TRUFIX.

Pour le film radiochromique, les mesures ont été réalisées dans des plaques solides équivalent eau formant un fantôme de 30 cm x 30 cm x 30 cm. Les films ont été découpés en carrés de 5 cm de côté 24 heures avant leur utilisation. Le coin haut droit a été marqué de manière à pouvoir scanner le film toujours de la même manière (orientation paysage). Les films ont été scannés avec une résolution de 150 dpi de manière à avoir une taille de pixel de 0,17 mm.

Mesure des facteurs d’ouverture collimateur

Pour la mesure des FOC, les diodes et la MicroDiamond ont été positionnées de manière axiale (parallèle à l’axe du faisceau) alors que les chambres d’ionisation ont été positionnées de manière axiale et radiale (perpendiculaire à l’axe du faisceau).

Le FOC est déterminé de la manière suivante : 𝐹𝑂𝐶𝑐𝑜𝑙𝑙𝑑𝑒𝑡=

𝐷_{𝑐𝑜𝑙𝑙}𝑑𝑒𝑡 𝐷_30𝑚𝑚𝑑𝑒𝑡

où 𝐷𝑐𝑜𝑙𝑙𝑑𝑒𝑡 représente la dose mesurée par le détecteur (det) pour chaque collimateur et 𝐷30𝑚𝑚𝑑𝑒𝑡 la dose de référence mesurée avec le cône de diamètre 30 mm pour le même détecteur.

Nous avons décidé de ne pas normaliser avec un champ de référence de 10 x 10 cm² pour deux raisons :

- Cette taille de champ est suffisamment grande de manière à ce que l’équilibre électronique latéral soit respecté et la littérature montre de très bon accord pour ces types de détecteur [SCO08]. De plus, d’après le formalisme de l’AIEA, le facteur correctif 𝑘_𝑄

𝑚𝑠𝑟,𝑄 𝑓𝑚𝑠𝑟,𝑓𝑟𝑒𝑓

n’excède pas 0,2 % quel que soit le détecteur. Ce qui montre que l’ensemble des détecteurs utilisés est capable de donner une mesure de dose correcte pour cette taille de champ.

- La position des mâchoires ne bouge pas quelle que soit la collimation utilisée. Par conséquent, il n’est pas nécessaire de modéliser le rétrodiffusé des mâchoires X-Y sur les chambres monitrices dans la simulation Monte-Carlo. Ce rétrodiffusé n’est pas facile à modéliser de manière correcte et sa validation est difficile à effectuer. De plus, cela n’apporte rien dans notre étude et ne modifiera en rien nos conclusions.

IV.B.3.a.i Détecteurs actifs

De manière à faire coïncider le centre du volume sensible du détecteur avec le centre d’irradiation du faisceau, des profils in-plane et cross-plane ont été effectués. Ce centrage est réalisé après chaque changement de détecteur ou de cône.

Les irradiations ont été effectuées avec 100 UM et ont été répétées trois fois sur des jours différents, avec pour chaque jour, trois séries de mesures. La valeur de dose correspond à la valeur moyenne de l’ensemble des mesures.

IV.B.3.a.ii Détecteur passif

Pour l’analyse de chaque film, nous avons créé un programme sous MATLAB permettant de placer de manière automatique une région d’intérêt (ROI). Le code cherche le long des plans orthogonaux (in-plane et cross-plane) de manière à trouver le centre du faisceau à partir des largeurs à mi-hauteur des profils (cf. figure IV-11 a). Cette méthode est beaucoup plus reproductible et fiable qu’un positionnement manuel. La taille de la ROI est de 0,6 mm pour le cône de 4 mm de diamètre et de 1 mm pour tous les autres cônes. La dose absolue est évaluée en prenant la moyenne des pixels de dose dans la ROI.

Le nombre d’UM délivrées pour chaque cône a été déterminé de manière à obtenir une dose absorbée dans le film environ égale à 4 Gy. Il a été déterminé à partir des résultats de la diode SRS.

gamme de dose idéale pour le film radiochromique et d’obtenir le rapport signal sur bruit et par conséquent la même incertitude quelle que soit la taille du cône. Le tableau IV.4 montre le nombre d’UM délivrées pour chaque cône.

Diamètre du cône

(mm) 30 25 20 17,5 15 12,5 10 7,5 5 4 Nombre d’UM 576 586 599 607 619 639 668 721 830 925

Tableau IV-4 : Nombre d’UM délivrées en fonction du diamètre des cônes pour les films radiochromiques

Étant donné que le nombre d’UM n’est plus le même pour chaque cône, la formule du FOC décrite précédemment n’est donc plus applicable. Pour le film radiochromique le FOC est déterminé de la manière suivante : 𝐹𝑂𝐶𝑐𝑜𝑙𝑙𝐸𝐵𝑇3 = 𝐷𝑐𝑜𝑙𝑙𝐸𝐵𝑇3 𝐷_30𝑚𝑚𝐸𝐵𝑇3 × 𝑈𝑀30𝑚𝑚 𝑈𝑀𝑐𝑜𝑙𝑙

où 𝑈𝑀30𝑚𝑚 et 𝑈𝑀𝑐𝑜𝑙𝑙 représente respectivement le nombre d’UM délivré pour le cône de 30 mm et pour le cône étudié.

Malgré toutes les précautions prises, la reproductibilité des films n’est pas très bonne. De manière à minimiser le plus possible ce problème, treize séries de mesure ont été réalisées sur treize jours différents. Le dose moyenne de chaque cône correspond à la dose moyenne des treize irradiations.

Mesure des profils de dose

Pour les détecteurs actifs, seule l’orientation axiale a été utilisée pour la mesure des profils de dose. Les profils ont été réalisés suivant l’axe cross-plane et un déplacement pas à pas de 0,3 mm.

Pour l’analyse du profil des films, nous avons développé un petit programme, sous MATLAB, qui détecte le centre du champ circulaire et réalise 18 profils coaxiaux espacés de 10 degrés passant par le centre (cf. figure IV-11 b). Le profil final étant la moyenne de tous les profils tracés. Cette méthode permet de réduire le bruit statistique de la mesure sans créer plusieurs profils parallèles qui auraient eu pour conséquence d’augmenter le « volume sensible » du détecteur.

(a) (b)

Figure IV-11 : Positionnement, à l’aide d’un programme sous MATLAB de la ROI pour la mesure du FOC (a) et des profils coaxiaux pour la mesure du profil du dose pour un cône de 10 mm (b)

Mesure des rendements en profondeur

Pour les mesures de rendement en profondeur dans la cuve à eau, des précautions ont été prises comme l’a expliqué Khelashvili et al. [KHE12] concernant l’inclinaison du faisceau. Plusieurs profils (en in-plane et cross-plane) ont été effectués à différentes profondeurs (2 ; 10 et 30 cm) de manière à avoir le meilleur alignement. Les détecteurs actifs ont été positionnés de manière à ce que la profondeur nominale corresponde au centre effectif du détecteur.

Pour ces mesures, le film radiochromique n’a pas été utilisé pour plusieurs raisons :

- il n’est pas possible d’utiliser des plaques d’eau solide car l’air entre les plaques et le film perturberait la mesure ;

- il est très compliqué de positionner le film de manière correcte dans une cuve à eau pour ce type de mesure ;

- la longueur d’irradiation du film n’est pas adaptée pour la lecture. En effet, l’homogénéité de la réponse du scanner n’est pas acceptable sur cette longueur.