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Nouvelle méthode de surveillance des travailleuses du nucléaire par anthroporadiamétrie : utilisation des calculs Monte Carlo associés aux fantômes déformables de type Mesh et NURBS

A new method for the monitoring of female workers with in vivo measurements using deformable Mesh and NURBS phantoms and Monte Carlo calculations

IRSN-DRPH, Laboratoire d’évaluation de la dose interne, BP 17, 92269 Fontenay-aux-Roses, France

Reçu : 7 Décembre 2010
Accepté : 16 Février 2011

Résumé

Les mesures spectrométriques par anthroporadiamétrie, utilisées pour la surveillance des travailleurs exposés à des risques de contamination interne, permettent une estimation rapide et fiable de la nature des radionucléides incorporés ainsi que de leur activité. Les étalonnages typiques des systèmes de comptage dédiés aux mesures in vivo reposent sur l’utilisation de fantômes physiques d’un réalisme anatomique limité. Ce travail met en évidence l’intérêt des nouvelles technologies de l’infographie, en proposant de nouvelles représentations 3D graphiques afin d’optimiser la dosimétrie interne et de la surveillance des travailleuses du nucléaire par anthroporadiamétrie. Une librairie de modèles thoraciques féminins aux formats Mesh et NURBS (non uniform rational B-splines) a ainsi été développée et a permis la correction des coefficients d’étalonnages expérimentalement obtenus à l’aide du mannequin masculin Livermore. La variation de l’efficacité de comptage avec la morphologie du fantôme a ensuite été mise en équation. Cette équation permet d’éviter la création laborieuse d’un fantôme équivalent travailleuse et de s’affranchir des simulations Monte Carlo très coûteuses en temps. Après validation à l’aide de données simulées, cette équation a été utilisée pour déduire, à partir des mesures expérimentales Livermore, les efficacités de comptage pour toute travailleuse surveillée par anthroporadiamétrie

Abstract

In vivo spectrometry is a very efficient method used for the monitoring of workers with internal contamination risks that enables the assessment of the incorporated activity and/or its distribution in the body. Typical calibration of the counting systems relies on the use of physical phantoms that are of limited anatomical realism. This work highlights the benefit of new numerical 3D representations to improve the internal dosimetry and to optimize the monitoring of female workers with in vivo spectrometry measurements. A library of 3D Mesh and NURBS (non uniform rational B-splines) female thoracic phantoms was hence developed, enabling the correction of calibration coefficients typically assessed using the Livermore male phantom. The morphology-induced variations in counting efficiency were next put into the equation. The developed equation revokes the need for developing a subject-equivalent anthropomorphic phantom and replaces the time-consuming Monte Carlo simulations for the estimation of counting efficiency. This equation was first validated against simulated data and then used to transform a measured Livermore calibration curve to estimate the counting efficiency for any female worker monitored using in vivo measurements