• Aucun résultat trouvé

Dans le cadre de ce travail, c’est le code de calcul Monte-Carlo Geant4 qui a été utilisé. Si les modèles de simulation inclus dans Geant4 sont efficaces pour la physique électro-magnétique (EM), ce n’est pas le cas en ce qui concerne les réactions hadroniques à basse énergie. En effet, les modèles hadroniques utilisés ont d’abord été développés pour les expériences du LHC pour des énergies supérieures au GeV, puis adaptés aux basses énergies.

Dans le cadre de la protonthérapie, dont les énergies s’étalent de 0 à 230 MeV, les deux physics

list conseillées par la communauté sont : G4HadronPhysicsQGSP_BIC et

G4HadronPhysicsQGSP_-BIC_AllHP. Afin de choisir la physics list la plus adaptée à notre application de contrôle en ligne par la mesure des émetteursβ+, nous avons effectué une analyse comparative de ces deux physics list avec des données présentes dans la littérature. Le résultat de cette analyse est présenté dans le chapitre suivant.

[1] C. Zerby, Monte Carlo calculation of the response of gamma-ray scintillation counters Me-thods in Computational Physics 1, MeMe-thods in Computational Physics (1963) 89–134 (1963). 108

[2] P. Andreo, A. Brahme, Restricted Energy-Loss Straggling and Multiple Scattering of Electrons in Mixed Monte Carlo Procedures, Radiation Research 100 (1) (1984) 16–29 (1984). doi:10. 2307/3576517.108,110

[3] H. Zaidi, G. Sgouros, G. Sgouros, The Monte Carlo method : theory and computational issues (Sep. 2002).doi:10.1201/9781420033250-4.110

[4] Robert G. Brown’s General Tools Page.

URLhttp://webhome.phy.duke.edu/~rgb/General/dieharder.php110

[5] M. Matsumoto, T. Nishimura, Mersenne Twister : A 623-dimensionally Equidistributed Uni-form Pseudo-random Number Generator, ACM Trans. Model. Comput. Simul. 8 (1) (1998) 3–30 (Jan. 1998).doi:10.1145/272991.272995.110

[6] J. F. Briesmeister, MCNP : A General Monte Carlo N-Particle Transport Code (2000).110

[7] (19) MCNPX User’s Manual, Version 2.7.0 | Request PDF.

URL https://www.researchgate.net/publication/263008961_MCNPX_User’s_

Manual_Version_270110

[8] T. W. Laub, R. P. Kensek, B. C. Franke, M. J. Crawford,ITS Version 6.4: The Integrated TIGER

Se-ries., Tech. Rep. SAND2014-17490C, Sandia National Lab. (SNL-NM), Albuquerque, NM

(Uni-ted States) (Sep. 2014).

URLhttps://www.osti.gov/biblio/1315240110

[9] S. M. Seltzer, Electron-photon Monte Carlo calculations : The ETRAN code, International Journal of Radiation Applications and Instrumentation. Part A. Applied Radiation and Iso-topes 42 (10) (1991) 917–941 (Jan. 1991).doi:10.1016/0883-2889(91)90050-B.110 [10] G. Battistoni, J. Bauer, T. T. Boehlen, F. Cerutti, M. P. W. Chin, R. Dos Santos Augusto, A. Ferrari,

P. G. Ortega, W. Kozłowska, G. Magro, A. Mairani, K. Parodi, P. R. Sala, P. Schoofs, T. Tessonnier, V. Vlachoudis, The FLUKA Code : An Accurate Simulation Tool for Particle Therapy, Front Oncol 6 (May 2016).doi:10.3389/fonc.2016.00116.110,111

[11] S. Agostinelli, J. Allison, K. Amako, J. Apostolakis, H. Araujo, P. Arce, M. Asai, D. Axen, S. Baner-jee, G. Barrand, F. Behner, L. Bellagamba, J. Boudreau, L. Broglia, A. Brunengo, H. Burkhardt, S. Chauvie, J. Chuma, R. Chytracek, G. Cooperman, G. Cosmo, P. Degtyarenko, A. Dell’Acqua, G. Depaola, D. Dietrich, R. Enami, A. Feliciello, C. Ferguson, H. Fesefeldt, G. Folger, F. Fop-piano, A. Forti, S. Garelli, S. Giani, R. Giannitrapani, D. Gibin, J. Gómez Cadenas, I. González, G. Gracia Abril, G. Greeniaus, W. Greiner, V. Grichine, A. Grossheim, S. Guatelli, P. Gumplin-ger, R. Hamatsu, K. Hashimoto, H. Hasui, A. Heikkinen, A. Howard, V. Ivanchenko, A. Johnson, F. Jones, J. Kallenbach, N. Kanaya, M. Kawabata, Y. Kawabata, M. Kawaguti, S. Kelner, P. Kent, A. Kimura, T. Kodama, R. Kokoulin, M. Kossov, H. Kurashige, E. Lamanna, T. Lampén, V. Lara, V. Lefebure, F. Lei, M. Liendl, W. Lockman, F. Longo, S. Magni, M. Maire, E. Medernach, K. Mi-namimoto, P. Mora de Freitas, Y. Morita, K. Murakami, M. Nagamatu, R. Nartallo, P. Nieminen, T. Nishimura, K. Ohtsubo, M. Okamura, S. O’Neale, Y. Oohata, K. Paech, J. Perl, A. Pfeiffer,

BIBLIOGRAPHIE

M. Pia, F. Ranjard, A. Rybin, S. Sadilov, E. Di Salvo, G. Santin, T. Sasaki, N. Savvas, Y. Sawada, S. Scherer, S. Sei, V. Sirotenko, D. Smith, N. Starkov, H. Stoecker, J. Sulkimo, M. Takahata, S. Ta-naka, E. Tcherniaev, E. Safai Tehrani, M. Tropeano, P. Truscott, H. Uno, L. Urban, P. Urban, M. Verderi, A. Walkden, W. Wander, H. Weber, J. Wellisch, T. Wenaus, D. Williams, D. Wright, T. Yamada, H. Yoshida, D. Zschiesche, Geant4—a simulation toolkit, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A : Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associa-ted Equipment 506 (3) (2003) 250–303 (Jul. 2003).doi:10.1016/S0168-9002(03)01368-8. 110,111

[12] F. Salvat, J. M. Fernandez-Varea, E. Acosta, J. Sempau,Penelope - A code system for Monte

Carlo simulation of electron and photon transport(2001).

URLhttp://inis.iaea.org/Search/search.aspx?orig_q=RN:33008692110

[13] S. Incerti, I. Kyriakou, M. A. Bernal, M. C. Bordage, Z. Francis, S. Guatelli, V. Ivanchenko, M. Ka-ramitros, N. Lampe, S. B. Lee, S. Meylan, C. H. Min, W. G. Shin, P. Nieminen, D. Sakata, N. Tang, C. Villagrasa, H. N. Tran, J. M. C. Brown, Geant4-DNA example applications for track struc-ture simulations in liquid water : A report from the Geant4-DNA Project, Medical Physics 45 (8) (2018) e722–e739 (2018).doi:10.1002/mp.13048.110

[14] THE GEANT4 VISUALIZATION SYSTEM — A MULTI-DRIVER GRAPHICS SYSTEM |

Interna-tional Journal of Modeling, Simulation, and Scientific Computing.

URL https://www.worldscientific.com/doi/abs/10.1142/S1793962313400011 xi,

111,151,152

[15] L. L. Carter, E. D. Cashwell, Particle-transport simulation with the Monte Carlo method, Tech. Rep. TID-26607, Los Alamos Scientific Lab., N.Mex. (USA) (Jan. 1975). doi:10.2172/ 4167844.111

[16] C. Suplee,Physical Reference Data(Jul. 2009).

URLhttps://www.nist.gov/pml/productsservices/physical-reference-data114

[17] Physics Reference Manual 354.115,117,118,119

[18] T. Koi,Interfacing the JQMD and JAM Nuclear Reaction Codes to Geant4, Tech. Rep. SLAC-PUB-9978, 813352 (Jun. 2003). doi:10.2172/813352.

URLhttp://www.osti.gov/servlets/purl/813352/118

[19] K. Niita, S. Chiba, T. Maruyama, T. Maruyama, H. Takada, T. Fukahori, Y. Nakahara, A. Iwa-moto, Analysis of the (N,xN’) reactions by quantum molecular dynamics plus statistical de-cay model, Physical Review C 52 (5) (1995) 2620–2635, arXiv : nucl-th/9508004 (Nov. 1995).

doi:10.1103/PhysRevC.52.2620.118

[20] J. Apostolakis, M. Asai, A. G. Bogdanov, H. Burkhardt, G. Cosmo, S. Elles, G. Folger, V. M. Gri-chine, P. Gumplinger, A. Heikkinen, I. Hrivnacova, V. N. Ivanchenko, J. Jacquemier, T. Koi, R. P. Kokoulin, M. Kossov, H. Kurashige, I. McLaren, O. Link, M. Maire, W. Pokorski, T. Sa-saki, N. Starkov, L. Urban, D. H. Wright, Geometry and physics of the Geant4 toolkit for high and medium energy applications, Radiation Physics and Chemistry 78 (10) (2009) 859 – 873 (2009). doi:https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2009.04.026.119

[21] V. Lara, Pre–Equilibrium and Equilibrium decays in Geant4 39. 119,120

[22] V. F. Weisskopf, D. H. Ewing, On the Yield of Nuclear Reactions with Heavy Elements, Physical Review 57 (6) (1940) 472–485, publisher : American Physical Society (Mar. 1940). doi:10.

1103/PhysRev.57.472.120

[23] E. Bauge, S. Hilaire, Modélisation et Evaluation de Données 40.120

[24] Evaluated and Compiled Nuclear Structure Data.

URLhttps://www.nndc.bnl.gov/ensdf/120,121

[25] TENDL-2017 nuclear data library.

[26] A. J. Koning, S. Hilaire, M. C. Duijvestijn, TALYS : Comprehensive Nuclear Reaction Mode-ling, AIP Conference Proceedings 769 (1) (2005) 1154–1159 (May 2005). doi:10.1063/1. 1945212.120

Étude de la simulation de la production

des émetteurs β+

« Si tu as le choix entre deux

théories, choisis la plus drôle. »

Anonyme

Préambule

Comme expliqué dans le chapitre précédent, si les modèles de simulation inclus dans Geant4 sont efficaces pour la physique électro-magnétique (EM), ce n’est pas le cas en ce qui concerne les réactions hadroniques à basse énergie. En effet, les modèles hadroniques utilisés ont d’abord été développés pour les expériences du LHC pour des énergies supé-rieures au GeV, puis adaptés à basse énergie. Dans le cadre de la protonthérapie, dont les énergies s’étalent de 0 à 230 MeV, les deux physics list conseillées par la communauté sont : QGSP_BIC et QGSP_BIC_AllHP. Afin de choisir la physics list la plus adaptée à notre appli-cation de contrôle en ligne en temps réel par la détection de l’activitéβ+induite au cours de l’irradiation, nous avons effectué une analyse comparative de ces deux physics list avec des données présentes dans la littérature. Par ailleurs, une attention particulière a été portée sur les principaux émetteursβ+produits.

Sommaire