développé par l’IRSN en 2014
En 2014, l’IRSN a développé un protocole de dosimétrie RPE original basé sur la dose de saturation du signal induit RIS 5 (voir annexe « 1.5.1 Saturation du signal radio-induit RIS 5 avec la dose ») [Trompier et al., 2014]. Pour rappel, ce protocole est basé sur une succession d’ajouts dosés sur les ongles de la victimes (non irradiés et irradiés) afin de générer les courbes de réponse en dose de chaque échantillon. L’objectif est de déterminer la dose à partir de laquelle l’intensité du RIS 5 sature. La différence entre la dose de saturation
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de l’échantillon sain et celle de l’échantillon pré-irradié est égale à la dose reçue lors de l’accident (illustration dans la figure 88). Ce protocole est d’autant plus long à mettre en œuvre que les doses à estimer sont faibles et donc que la dose de saturation est élevée. Ainsi, il n’est pas rare d’estimer une dose en plusieurs semaines et compte tenu de la nécessité de fournir les estimations de dose au plus vite, on comprend l’intérêt de chercher à optimiser ce protocole pour le rendre plus performant.
Figure 88 : Illustration de courbes de saturation en dose pour un échantillon d’ongle sain et un échantillon pré-irradié. La différence de dose de saturation (D2 - D1) entre ces deux échantillons permet d’estimer la dose reçue
lors de l’accident radiologique.
Il a été remarqué que les doses de saturation peuvent être différentes d’un individu à l’autre [Marciniak et al., 2016] ce qui rend inenvisageable l’utilisation d’une courbe de saturation du RIS 5 universelle. Dès lors, comment expliquer ces différences ?
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être assimilé à une pré-dose au même titre qu’une dose de rayonnements ionisants accidentelle comme le montre la figure 89. Nous l’appellerons « pré-dose UV ».
Figure 89 : Illustration des courbes de saturation en dose pour un même échantillon d’ongle sain, l’un non exposé à la lumière du jour (bleu) et l’autre fortement exposé aux rayonnements UVA. L’intensité du signal
UVIS 5 agit comme une pré-dose gamma à l’instar d’un échantillon pré-irradié.
Cette pré-dose UV peut être en partie responsable de la variabilité constaté dans les doses de saturation du RIS 5. Malheureusement, nous n’avons pas eu le temps de réaliser cette investigation au cours de ce travail de thèse. Toujours est-il, il est indispensable de mener cette étude complémentaire car les résultats sont primordiaux.
D’une part, il est très probable que la concentration en impuretés métalliques (Al3+, Ca2+, Mg2+…) diffère entre les différents individus. Plus leur concentration sera importante, plus la quantité de radicaux o-semiquinones anioniques radio-induits stabilisable par interaction coulombienne le sera a priori également. Toutefois, le nombre de sites stabilisables par interaction coulombienne dans les ongles étant, a fortiori, limité, plus la quantité de radicaux UV-induit stables sera importante, moins il sera possible de générer du RIS 5. La figure 90 permet d’illustrer ces propos en image.
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Figure 90 : Schéma explicatif de la stabilité des radicaux endogènes (bleus), UV-induits (oranges) et
radio-induits (rouges). Ces radicaux stabilisés par interaction coulombienne avec les impuretés métalliques (Mn+)
seront observables après traitement dans l’eau. La quantité d’impuretés métalliques présente dans les ongles est a fortiori limitée ce qui explique le phénomène de saturation observé concernant l’UVIS 5 et le RIS 5.
Ce dernier point expliquerait ainsi la différence observée dans les hausses en intensités du RIS 5 entre les différents donneurs, comme nous l’avons mentionné précédemment, la quantité de radicaux UV-induits peut être différentes car l’exposition à la lumière du jour peut varier d’un individu à l’autre.
Au bilan, il est très probable qu’une exposition des échantillons d’ongles aux rayonnements UV impacte le comportement du signal radio-induit RIS 5 avec la dose absorbée. Autrement dit, une pré-dose UV devrait engendrer une dose de saturation gamma plus faible. Nous n’avons pas eu le temps de mener entièrement cette investigation au cours de ce travail de thèse mais cette étude le sera prochainement car ces résultats sont capitaux.
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3.5
3.5 Conclusion sur les signaux radio-induits Conclusion sur les signaux radio-induits
Nous avons montré au cours de ce travail que les signaux radio-induits stables (RIS 5) et instables (RIS 2) ont pour origine des radicaux de type o-semiquinone anionique. À ce titre, les simulations spectrales permettent de reproduire fidèlement les spectres expérimentaux des ongles irradiés que ce soit directement après irradiation (RIS 2) ou après irradiation suivie d’un traitement dans l’eau (RIS 5). Ces radicaux o-semiquinones anioniques sont générés par dégradation des molécules DOPA par interaction rayonnement-matière (rayons X, γ).
Nous avons également proposé deux approches pour discriminer un individu sain d’un individu irradié. La première se base sur le comportement du signal radio-induit stable avec la puissance du rayonnement micro-onde. En effet, plus l’échantillon est irradié, plus les temps de relaxation des radicaux radio-induits sont courts. Nous avons donc montré qu’il était envisageable d’utiliser cette propriété pour, au moins, effectuer une dosimétrie RPE qualitative (faire le tri entre un individu irradié ou non). Afin de valider ce protocole de dosimétrie RPE, il sera nécessaire d’étudier la variabilité inter-individu des courbes de saturation en puissance micro-onde car les résultats présentés ici sont très prometteurs.
La seconde approche, plutôt originale, consiste à régénérer l’information dosimétrique initiale (signal radio-induit RIS 2) à l’aide d’un traitement chimique oxydant. Cependant, les résultats obtenus sont disparates et nous ne sommes pas actuellement en mesure de régénérer systématiquement ce signal radio-induit. Il est fondamental de poursuivre les investigations car, dans le cas où nous parviendrons à régénérer de manière fiable et systématique le RIS 2, il sera alors possible d’élaborer un protocole de dosimétrie simple, rapide et robuste pour l’estimation des doses entre 0 et 10 Gy notamment.
Dans le cas où un tel protocole serait développé, il pourrait être intéressant d’utiliser une courbe de réponse en dose universelle. Ainsi, il suffirait de régénérer le RIS 2 pour estimer la dose absorbée par l’échantillon. Pour vérifier la faisabilité de cette approche, nous avons mené une étude de variabilité concernant la radio-sensibilité d’un même individu selon l’extrémité de prélèvement (mains, pieds) mais également inter-individus.
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D’une part, nous avons montré que cette radio-sensibilité pour un même individu est similaire pour les ongles de mains et de pieds avec une légère différence de 8 %. Cette différence peut s’expliquer par une pré-dose UV plus importante dans les ongles de mains que dans les pieds comme nous l’avons discuté. Ainsi, plus l’échantillon aura été exposé aux rayonnements UV, plus concentration en radicaux o-semiquinones anioniques sera importante et par conséquent, plus le rendement de création de radicaux radio-induits sera faible (car la quantité de molécules DOPA est limitée). Il est toutefois envisageable de générer une courbe de réponse en dose individu-spécifique en utilisant les ongles de pieds par exemple car l’intensité du signal RIS 2 est nettement supérieure à celle du BKS.
D’autre part, nous avons également constaté une variabilité de radio-sensibilité des ongles inter-individus à hauteur de 11 %. Aussi, pour une même dose, la différence en intensité spectrale peut atteindre 47 %. On comprend dès lors qu’il ne sera pas possible de générer une courbe de réponse en dose universelle du RIS 2.
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