On présente un bref exposé des activités de métrologie de la dose du Laboratoire National Henri Becquerel (LNE-LNHB), laboratoire national de métrologie pour les rayonnements ionisants. Les résultats des principaux travaux effectués ces dernières années dans ce domaine sont exposés, en particulier les développements se rapportant aux calculs par simulation Monte Carlo, aux instruments étalons (calorimètres, chambres d’ionisation) et aux références dosimétriques pour la radiothérapie, le radiodiagnostic et la radioprotection.

L’Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire détient les références nationales pour la fluence et les grandeurs dosimétriques neutroniques. Ces références, maintenues et exploitées depuis une dizaine d’années, sont le fruit d’une volonté de développer des installations neutroniques de qualité permettant de caractériser des instruments de radioprotection et de dosimétrie de manière fiable. En effet, que ce soit pour ses propres besoins, du fait de ses activités de recherche et développement d’appareils de mesures en radioprotection ou pour des utilisateurs externes, l’IRSN a développé un ensemble de dispositifs et d’installations permettant de répondre aux recommandations des instances internationales normatives quant aux procédures et aux moyens d’irradiation nécessaires pour caractériser les instruments de radioprotection.

Cette contribution décrit les objectifs, méthodes et résultats de plus de vingt années de recherches à l’Université de Limoges sur l’interaction rayonnement-matière. Les aspects fondamentaux et les applications à la détection et la dosimétrie sont abordés. D’autres sujets, tels que la modification des propriétés optiques des matériaux sous irradiation et les applications à l’optique intégrée ne sont que survolés. Sur le sujet de la détection des rayonnements, les auteurs partent de l’utilisation des polymères en tant de détecteurs pour aboutir à l’électronique intégrée. La conception des circuits intégrés silicium dédiés à la détection, la caractérisation et la dosimétrie des neutrons est décrite. On explique également comment la conception et la technologie du circuit intégré (capteur et électronique de traitement du signal) sont fortement dépendantes de l’interaction des neutrons. La nécessité d’associer une spectrométrie à la dosimétrie des neutrons est mise en évidence, et l’étude d’une solution globale basée sur un détecteur sandwich est détaillée car elle n’a jamais été publiée. Finalement, l’implication du laboratoire dans l’étude de la dissémination des radioéléments naturels en environnement liée aux activités passées des mines d’uranium est abordée. Le développement d’activités de mesure et d’expertise de radioactivité et de rayonnements nucléaires dans le cadre de la norme ISO 17025 et sous accréditation COFRAC est enfin décrit.

Dans ce travail sont présentées quelques activités des groupes SADVI (Service d’Application des Détecteurs Visuels), LAM (Laboratoire d’Analyses et de Mesures) et RaMsEs (Radioprotection et Mesures environnementales) qui se sont succédés à l’IPHC de Strasbourg ces dernières années. Les résultats concernent : la R&D en métrologie des rayonnements ionisants, les applications des détecteurs solides de traces, les émulsions nucléaires en biologie spatiale, la thermoluminescence pour la datation archéologique, la dosimétrie neutron et les mesures de la radioactivité dans l’environnement par spectrométrie α, β et γ.

Depuis la création de l’université autonome de Barcelone, notre groupe a mené une recherche à la fois théorique et expérimentale sur les rayonnements cosmiques et leur détection au moyen de détecteurs passifs. La connaissance acquise sur le processus d’enregistrement des détecteurs solides de traces et les caractéristiques de ces détecteurs ont permis au groupe d’étendre sa recherche vers d’autres applications et d’autres types de détecteurs. Nous présentons nos travaux principaux de recherche sur ce thème en prenant en compte les résultats les plus significatifs dans cette étude.

Nous dressons un état de l’art sur la dosimétrie des rayonnements par luminescence stimulée optiquement (OSL), développée à l’Institut d’Électronique du Sud (IES). Les propriétés spectrales de notre matériau permettent une détection de la lumière sans utilisation de filtre optique. Il présente une grande dynamique (supérieure à 7 ordres de grandeur), une sensibilité inférieure à 10 µGy et une réponse uniquement fonction de la dose absorbée. Des travaux réalisés au CERN ont montré une limite de saturation de l’ordre de 300 Gy. Deux types de dosimètres ont été développés : (1) un capteur intégré destiné à la réalisation de mesures de dose en ligne ; (2) des films OSL qui permettent la réalisation de contrôles géométriques des faisceaux d’irradiation (protons, électrons, alpha, photons). Nous étudions actuellement l’impact du dopage au bore sur notre matériau OSL dans le but de réaliser des mesures dosimétriques en champ mixte neutron – gamma. En parallèle, afin d’améliorer la reproductibilité et l’homogénéité des dépôts OSL, nous développons une méthodologie par couche mince.

Le Laboratoire de Physique Électronique des Solides (LPES) de l'université de Nice-Sophia Antipolis (UNSA) est membre fondateur des « Laboratoires Associés en Dosimétrie et en Radiophysique » (LARD). Depuis, les travaux effectués au LPES s'inscrivent dans le cadre des LARD. Nous essayons, ici, de retracer vingt ans de recherches effectuées en relation avec la dosimétrie des rayonnements ionisants et l'interaction rayonnement-matière.

Des cellules d’un cancer humain (mélanome) particulièrement résistant à des doses classiques de radiothérapie médicale (rayons X de haute énergie) ont été irradiées avec des neutrons de 14 MeV à des doses étagées de 5 centiGrays (cGy) jusqu’à 1,12 Gray (Gy), à deux débits de doses, l’un très faible (0,8 mGy mn-1), l’autre modéré (40 mGy mn-1). L’effet biologique a été étudié par deux techniques : analyse de la survie cellulaire et des anomalies chromosomiques. Un aspect inhabituel de la forme de la courbe de survie a été mis en évidence au très faible débit de dose : mort cellulaire aiguë à 5 cGy suivie d’un plateau de survie de 10 à 32,5 cGy. Le taux d’aberrations chromosomiques induites suit lui-même un plateau au très faible débit de dose, de 10 à 30 cGy. Ces phénomènes disparaissent à plus fort débit de dose, ce qui suggère l’existence d’un seuil de déclenchement de la réparation cellulaire et une saturation vers 35 cGy. Ces résultats ont un intérêt pour la radiobiologie des neutrons et la radioprotection.

Nous présentons à travers l'historique du Laboratoire de Microanalyses Nucléaires Alain Chambaudet (LMN-AC) les différentes thématiques de recherche entrant dans le cadre de la dosimétrie des rayonnements ionisants et de la radiophysique.

Depuis une trentaine d'années, le Centre de Physique Atomique de Toulouse a développé des codes de calcul du transport des particules dans la matière et plus particulièrement ces dernières années il s’est orienté vers l’étude des risques biologiques des rayonnements. Ce papier décrit les différentes étapes physique, physico-chimique et chimique de la simulation jusqu’à environ une microseconde pour évaluer les distributions des dommages initiaux à l’origine des désordres radiobiologiques subséquents. Deux exemples de calcul des dommages à l’ADN sont exposés : 1) dommages causés par des rayons X ultra mous et 2) complexité des dommages causés par l’émission Auger et la fluorescence dues à la réorganisation interne dans le cisplatine après photoactivation de la couche K du platine.

Les simulations numériques, basées essentiellement sur les méthodes de Monte Carlo, sont devenues pratiquement incontournables dans tous les domaines liés à la physique nucléaire appliquée. Les statistiques les plus récentes confirment leur exploitation de plus en plus large à tous les niveaux et dans tous les secteurs d’applications (instrumentation, dosimétrie, radioprotection, physique médicale, réglementations, etc.) (Paul et al., 2005). Elles permettent de fournir souvent des informations très précises là où les expérimentations sont soit impossibles, soit difficilement réalisables ou coûteuses. Elles peuvent représenter un axe privilégié de recherche pour les petites équipes ou les laboratoires disposant de moyens plutôt modestes, car les équipements informatiques sont devenus tout à fait abordables. Depuis sa naissance en 1993, l’équipe IRMA fait justement partie de ces laboratoires. Cet article fait le bilan de ses activités après son adhésion aux LARD en 1996.

Cet article présente les projets de recherche menés ces dix dernières années dans le service de radiothérapie du Centre Alexis Vautrin à Nancy. Radiodiagnostic, planification et optimisation des traitements, Radiothérapie Conformationnelle Modulée en Intensité et contrôle de qualité sont les sujets abordés. Une analyse prospective sur l’introduction des nouvelles modalités d’imagerie et notamment la Tomographie par Émission de Positons (TEP) trace la voie des futurs axes de recherche.

La collaboration de l’Institut de physique nucléaire de l’Académie des sciences de la République tchèque (IPN AS RTch) avec les laboratoires français de recherche en dosimétrie a commencé durant les années 1970. Pendant plusieurs années, elle s’est concentrée sur les sujets liés à la dosimétrie des neutrons. Les premières études concernaient l’utilisation des détecteurs thermoluminescents (DTL) dans les champs mixtes neutron-gamma (Spurný et al., 1976). Par la suite, elles se sont surtout orientées vers l’utilisation des détecteurs solides de traces (Spurný et al., 1987 ; Portal et al., 1986). Toutes ces études ont été menées en collaboration avec le Service de dosimétrie de l’Institut de protection et de sûreté nucléaire et une équipe de l’université de Limoges (Spurný et al., 1995).  Depuis le début des années 1990, la collaboration entre l’IPN et les laboratoires français s’est focalisée sur les problèmes liés à l’exposition aux rayonnements d’origine naturelle cosmique et tellurique.

Le Laboratoire de Biogénotoxicologie et Mutagenèse Environnementale a pour objectifs la détection précoce des effets génotoxiques des nuisances environnementales, la validation de biomarqueurs et la biosurveillance de salariés exposés à un environnement professionnel potentiellement cancérogène. Les travaux menés par le laboratoire dans le domaine des rayonnements ionisants, associant mesures environnementales et évaluation de la génotoxicité dans un objectif de prévention, concernent les travailleurs exposés en radiographie industrielle et en milieu hospitalier. La caractérisation des expositions repose ainsi sur l'analyse des activités avec dosimétrie physique, le recueil des enregistrements dosimétriques et la mise en œuvre de biomarqueurs d'effets génotoxiques tels que le test des micronoyaux sur lymphocytes, permettant de détecter des remaniements chromosomiques de structure ou de nombre. Les données d'analyse de poste associées à des modélisations ont également permis d'établir un tableau de doses de référence, pour chaque étape constitutive d'un tir en gammagraphie industrielle, ce qui constitue un outil intéressant pour la dosimétrie prévisionnelle.

Les activités de recherche et d’expertise en dosimétrie de l’Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN) sont les héritières de celles commencées dans les années soixante au CEA. Les premiers laboratoires créés dans les années soixante étaient destinés à développer les techniques dosimétriques des rayonnements externes pour la protection du personnel. Aujourd’hui, les laboratoires de dosimétrie externe et interne de l’institut couvrent assez largement les différentes problématiques liées à la dosimétrie des rayonnements ionisants, que ce soit pour la mesure et le suivi des doses en situation normale d’exploitation ou pour la reconstitution des doses à la suite d’une situation accidentelle. En 1984, la création des LARD est intervenue sous l’impulsion du chef du service de dosimétrie Portal et de Blanc dans le but de favoriser les contacts entre les divers laboratoires et notamment de les aider à pénétrer les arcanes de la commission européenne pour s’intégrer aux programmes de recherche soutenus par la commission. Après un bref rappel historique, trois des champs d’activité actuellement traités par l’IRSN sont présentés, la reconstitution dosimétrique suite à une irradiation externe accidentelle, la caractérisation dosimétrique et spectrométrique des postes de travail exposés aux neutrons et la recherche pour l’amélioration de la mesure directe en dosimétrie interne.