Radioprotection pour radionucléide FDG

Bonjour à tous !

Voilà, je suis stagiaire en radioprotection. L'objectif de mon stage est de déterminer les épaisseurs de plomb nécessaires afin de protéger une salle contenant un TEP Scan.
Pour cela, je me suis intéressé à l'étude de la norme NF C15 160 pour la protection des rayons X.
Jusque là, aucun problème notoire à relater. J'obtiens des épaisseurs de plomb comprise entre 1.1 et 2.5 mm. Les plans montrent que les cloisons contiennent 4 mm de plomb. 
(je prends comme zonage : zone publique partout autour de la salle sauf au poste de commande derrière la baie vitrée que je prends en zone surveillée ; je ne tiens donc pas en compte le plan indiquant une zone verte, le zonage le plus pénalisant ayant surement était pris pour le radionucléide.)

C'est là que les choses se compliquent pour moi. En effet, je dois maintenant étudier la protection nécessaire à la protection des rayons ɣ du à l'injection du radionucléide Fluor 18 (FDG).
Cette fois ci, pas de norme à appliquer.
J'applique donc une méthode de calcul prenant en compte les épaisseurs de mur déjà existant présenté sur ce site en annexe 1 : 
http://www.utc.fr/~farges/master_mts/2004-2005/stages/mouchel/mouchel_j.htm#Annexe1

J'utilise les valeurs suivantes : Activité : 600 Mbq, CDA(Pb) : 4 mm, E(Pb) : 4 mm (inscrit sur mes plans), d = 3m (essai pour une mesure). J'obtiens donc un débit de dose ED de 4.5 μGy/h
Je calcul ensuite l'épaisseur de plomb. Sur les plans, il est indiqué qu'il s'agit d'une zone verte, je prends donc comme débit de dose max légal 25 μSv/h.
J'obtiens une valeur négative : -9.9 mm Pb environ. J'ai refais le calcul pour une zone publique (0.5 μSv/h) et j'ai obtenu 12.68 mm Pb environ. 


Est-ce que cette méthode est fiable ? (le PCR responsable de mon stage m'a spécifié que oui).
Une valeur négative signifie donc que la protection de 4 mm de Pb déjà existante est suffisante à votre avis ?
Est-ce que 13 mm de Pb pour une protection du mur d'une salle contenant une TEP est raisonnable ?


J'ai décider ensuite pour vérifier et comparer cette méthode d'utiliser une autre employant le coefficient d'atténuation linéique μ. ( I = I0 * Exp (-μx) ) pour le fluor 18.
Mais là, j'avoue ma grande faiblesse : je ne sais pas du tout comment calculer l'épaisseur de plomb nécessaire à la protection de la salle de tep en utilisant cette méthode.


Pourriez-vous m'aider à la calculer en me montrant un exemple ? (si vous avez le temps et la force bien sûr  )


Merci d'avance !

Bonsoir,
pour le dimensionnement des parois, on s'appuie effectivement sur le 18F, l'énergie du RN étant bien plus contraignant que celui du scanner (511 keV VS 140 kV max). La norme NFC 15160 va surtout t'imposer des exigences d'ordre électrique, signalisation lumineuse, AU,... Ce n'est pas pour autant qu'il faut la négliger, d'autant plus qu'au final, il faudra présenter un rapport de conformité à la dite norme avec plan et note de calcul, même si celle-ci demandera une eq Pb inférieure à celle nécessaire au 18F.
Si on reprend ton calcul, ou tout du moins le résultat, tu as trouvé qu'avec 4 mm de Pb, à 3 m de la source, un débit de dose de 4,5 µGy/h, débit inférieur à celui défini pour une zone contrôlée verte. Je ne vois pas l’intérêt de faire un calcul d'écran supplémentaire....
Pourquoi un calcul pour une zone non réglementée? (les locaux contigus sont classés en ZNR?). Si les locaux contigus sont classés ZC verte ou ZS, tu peux t'arrêter là (sauf pour le plafond!!!!)
Pour ta vérification, tu trouveras une valeur du coefficient d'atténuation linéaire µ sur le site, dans la documentation générale (et vi, il n'y a pas que le forum  ) et c'est là (présenté sous forme de coefficient d'atténuation massique) en lisant la courbe dans le béton, pour 511 keV (oui, je sais, pour trouver les 11 keV, c'est chaud....). Tu peux rajouter aussi le facteur Buid Up (courbe dans la même partie du site).

Bonjour,
Merci pour ta réponse Fred ; je n'ai pas pu répondre avant car je n'étais pas chez moi ce week end.
Donc la formule proposée par le site de l'université de Caen vous semble correcte ?

Ensuite, concernant le coefficient d'atténuation massique j'ai pris 0.145 cm^2/g soit pour le plomb un μ = 1.6443 cm^-1 (pour le plomb, p = 11.34)
Jusque là, j'espère avoir bon^^
Par contre, je ne sais pas comment exploiter la formule I = I0 * Exp (-μx) afin d'en déduire l'épaisseur en plomb nécessaire. Pourriez-vous m'aider s'il vous plait ? (Si vous pouvez avec un petit exemple )
De plus, je ne sais pas non plus (décidément^^) à quoi sert le build up. Faut-il, connaissant la valeur de μx, lui rajouter le build up ?

Excusez moi, je débute et je ne vois ce genre de calcul que l'année prochaine. Ou je suis peu être juste un peu bête aussi
En tout cas, merci de votre intérêt pour mon cas.

Petite information supplémentaire, la source radioactive est un patient allongé sur le tep scan.
Pour prendre le calcul le plus défavorisant, on considère que ce patient n'attend pas dans son box (pas de décroissance radioactive du fluor à prendre en compte donc).
Je me demande donc si il ne faudrait pas tout d'abord prendre en compte la distance entre le mur et le patient avant de calculer l'épaisseur de plomb requise pour une bonne protection. 
(loi de l'inverse carré de la distance ?)

Merci d'avance

bonsoir,

si mes souvenirs de math sont correct:

Pour ton calcul, pour moi, c'est: D=D(0) *e exp_µx
D/D(O)=e exp-µx
donc:ln(D/D(0)/µ)=x

avec les énergies que tu as, tu doit prendre en compte de build up pour ton calcul de dose

il y a une parenthèse mal placé: lire ln(D/D(0))/µ=x

Merci Domino
Mais je me pose encore des questions, si j'ai D/D(0)=exp(-µx), sachant que les murs sonts déja pourvu d'une épaisseur de 4 mm, j'obtiens avec un µ=1.64 (trouver sur des graphes grâce à Fred) :
D/D(0)=0.52 environ.
Le quotient D/D(0) représente selon moi un pourcentage de "dose transmise". J'en déduirai donc qu'il y a plus de 50% des rayons gamma qui passent avec 4 mm de plomb !

- Mais alors, à partir de quel pourcentage cela est-il correcte pour une zone non réglementé ? une zone verte ?
- Doit-on prendre en compte le fait que les rayons gamma soient atténuer par la distance ? (la source étant par exemple à 3 m du mur)
- Je ne sais toujours pas comment introduire le build up dans mes calculs, si encore calculs il y avait

De plus, je ne sais pas comment utiliser dans mes calculs le fait que le fluor 18 émet a 511 keV.
Je me pose vraiment beaucoup de question pour ce calcul et je ne voudrais pas me tromper, voilà pourquoi je prie pour un exemple lol

Merci pour votre aide en tout cas

Je me permet de vous faire suivre mes petits progrès
D'après "Diagnostic in vivo hors TEP ED 4238", le débit à 1m du Fluor 18 est de 160 µSv/h/GBq (D1).
Si je tiens effectivement compte de la distance source émettrice de rayons gamma - Mur à protéger, j'en déduis (loi en 1/d^2) :

D1.(d1^2) = D2.(d2^2)
avec : 
d1=1m, 
d2 : distance source - mur, ici prenons 3 m
D2 : Nouveau débit dose à d2 m, soit à 3 m ici.

Pour 3 m, on a donc :

D2 = D1/9 (=17.8 µSv/h/GBq)

Dois-je procéder ainsi pour débuter le calcul des épaisseurs de plomb ? (je rappel que le patient radioactif est considérer fixe au TEP pour le calcul)
Comment puis-je en déduire cette épaisseur ? je ne sais toujours pas (si vous avez un exemple qui traîne... ^^)

Désolé de poser beaucoup de questions et d'insister mais je veux parvenir à un raisonnement et calcul correcte.

Merci d'avance !

Ouh ! j'ai encore une incompréhension ^^ (pour changer lol)
J'ai vu dans la fiche sur le Fluor 18 (http://www.unicaen.fr/services/imogere/pdf/R13-276.pdf) des énergies avec leurs pourcentages.
Emission Beta+ : Emax=634 keV ; Emoy=250 keV ; Pourcentage d'émission : 96.7%
Emission photons d'annihilation : 511 keV ; Pourcentage d'émission : 194%

Moi je ne me suis servi que des 511 keV pour trouver le coefficient d'atténuation massique du plomb sur un graphe du site. (http://www.rpcirkus.org/site-web/documentation/generale/donnees-bases)

Dois-je me servir du pourcentage ?^^
Grand esprit des klown ou Kloug, vient à mon aide ! lol

Bonjour,

Les grands esprits n'étant pas disponibles, on m'a envoyé te répondre à leur place.   

Tu devrais prendre un peu le temps de lire les documents disponibles sur le site et certains sujets notamment concernant des utilitaires de calcul.

Tu dois en effet tenir compte :
- de l'atténuation des photons dans l'air, 3 mètres, c'est pas rien, donc oui 1/d2 si tu peux considérer ta source comme ponctuelle
- de l'atténuation dans l'écran de plomb, la loi exponentielle citée précédemment
- de l'accroissement de dose dit "build up" dans le plomb

Le F-18 est un émetteur bêta + qui est un type de décroissance qui se caractérise par une annihilation du positron par la rencontre d'un électron, ce phénomène produit l'émission de deux photons de 511 keV de direction opposée à 180°. Inutile selon moi de considérer qu'il y a deux photons à gérer par Bq.

@+
SW

Merci SW !
Je n'ai pas besoin du Grand esprit des Klown en vérité (bien que je ne rejette pas son aide ^^), juste d'un gros câlin lol 
Bon, je vais faire mes calculs et je présenterai mes résultats ainsi que le descriptif de la méthode que j'utiliserai afin d'avoir votre avis dessus.

Merci !

Bonjour les Klowns,
Voilà je vous présente mes 2 méthodes :

1) Loi d'atténuation

D'après le Guide pratique radionucléides et radioprotection [url=http://books.google.fr/books?id=c2Lf5U11nUQC&pg=PA50&lpg=PA50&dq=build+up+radioprotection&source=bl&ots=BK41-4av7K&sig=R4is9uUvvBMgZU5MFGxRjf3yGPE&hl=fr&sa=X&ei=w0N_U8DqCKKx0QWJ0YHwAQ&sqi=2&ved=0CHUQ6AEwCA#v=onepage&q=build up]ici[/url], je trouve un débit de dose à 1 m (pour un flacon de Fluor 18 de 10 mL) de : D(0) = 1.6*10^(-7) µSv/h pour 1 Bq.
Considérant que j'ai une activité de 600 MBq, j'en ai déduit que D(1m) = 1.6*10^(-7)*600*10^6 = 96 µSv/h.
Déjà, j'espère que ma déduction ici est juste
Ensuite, j'utilise la loi de l'inverse du carré de la distance concernant l'atténuation du rayonnement dû à la distance source-mur.
Mon mur étant à 3.05 m, j'ai donc : D(1m)*d(1)^2 = D(3.05m)*d(2)^2 avec :
d(1) = 1 m
d(2) = 3.05 m
D(3.05m) = débit de dose à 3.05m.
D'où D(3.05m) = D(1m)*((d(1)^2)/(d(2)^2)) = 96/9.3025 = 10.32 µSv/h.
Ceci fait, j'utilise la formule ci-dessous afin d'en déduire l'épaisseur de plomb à mettre pour obtenir un débit de dose correcte pour une zone publique, à savoir ici D(ZP) = 0.25 µSv/h. (je choisis une valeur inférieur à 0.5 µSv/h délibérément, sur le conseil d'une PCR).
D(ZP) = D(3.05m)*exp(-µx), avec
µ : coefficient d'atténuation linéique qui d'après le graphe du site vaut 1.64 cm^(-1) pour du plomb p=11.34 et 511 KeV.
x : l'épaisseur de plomb à mettre en cm.

On a donc : - ln(D(ZP)/D(3.05m))/µ = x ; x = 2.27, soit une épaisseur de plomb d'environ 2.3 cm !
Ne trouvez-vous pas cela un peu excessif ?
(je ne fais pas intervenir le Build up ensuite car celui-ci est inférieur à 1) 

De plus, lorsque je fais le même calcul pour une zone verte (entre 7.5 et 25 µSv/h), j'obtiens une valeur négative à cause du logarithme (la valeur du débit de dose de la zone verte étant supérieur à celui de D(3.05m)). Mais je ne pense pas que cela ait vraiment beaucoup d'importance car de toute façon, le D(3.05m) est suffisamment bas pour considérer qu'il y ait une zone verte de l'autre côté du mur.
Je rappelle que tous les murs du TEP ont une épaisseur de 4 mm de plomb.
J'en déduis donc qu'il faut renforcer les murs protégeant une zone publique d'une épaisseur de plomb de 2.3 cm.


2) Formule de l'université de technologie de compiègne ([url=http://www.utc.fr/~farges/master_mts/2004-2005/stages/mouchel/mouchel_j.htm#Annexe 1]ici[/url])

Pour cette seconde méthode, j'utilise la méthode de calcul proposé par des stagiaires de cette université :
E.D (Equivalent de dose) = (K(1m)/d^2)*exp(-ln(2)*(E(Pb)/CDA(Pb))), avec
K(1m) : Débit de Kerma à 1m = Constante de Kerma du Fluor 18 (donné sur le site)*Activité (600 MBq) = 0.135*600 = 81 µGy/h.m^2
d : distance de la source au mur à protéger, ici toujours 3.05 m
E(Pb) : Epaisseur de plomb déjà existante, à savoir 4 mm
CDA (Pb) : Couche de demi-atténuation, soit 4 mm (sur le site)

ED = (0.135*600/9.3025)*exp(-(ln(2)*4/4)) = 4.36 µGy/h

Une seconde formule vient utiliser la première afin de trouver l'épaisseur de plomb :

Epaisseur (Pb) = (CDA (Pb)/ln(2))*ln(ED/Débit de dose légal max), avec
Débit de dose max légal = 0.5 µSv/h, Zone publique.
Epaisseur (Pb) = 12.5 mm soit environ une épaisseur de plomb de 1.3 cm !



Mes calculs vous semblent t-ils correctes ?
J'ai obtenu deux valeurs d'épaisseur de plomb assez grandes. Cela est-il normal ?
Mes valeurs sont éloignés selon la méthode utilisée (2.3 cm en méthode 1 contre 1.3 cm en méthode 2). Me suis-je trompé quelque part ?

Je suis novice dans ce genre de calcul. Je sais que cela fait beaucoup a lire et a digérer mais si quelqu'un à la force de m'aider, je lui en serai très reconnaissant
Merci d'avance^^
 

Bonjour Fulkain,
Calcul réalisé avec Dosimex-G (2 mn) :
600 MBq de F18
d=305 cm

Sans écran : 10,7 µSv/h en H*(10)
Avec écran Pb 2,3 cm  : 0,38 µSv/h

Si ça peut vous aider

Gluonmou

Pour ceux qui douterait, les mêmes calculs avec MicroShield  (sauf que pour avoir H*(10) il faut calculer le kerma air  et utiliser le rapport H*(10)/kerma air=1,23 pour 511 keV):

sans écran : 10,5 µSv/h
Avec 2,3 cm de pb : 0,36 µSv/h

Gluonmou

Merci beaucoup Gluonmou !
Cela prouve donc que la méthode 1 que j'ai utilisé pour le calcul semble correcte (600 MBq de F18), En effet, j'avais trouvé un débit de dose à 3.05 m :

sans écran de 10.32 µSv/h (un peu moins que toi)
avec 2.3 cm de Pb : 0.25 µSv/h (pareil, moins que toi, cette valeur je l'ai imposé pour le calcul de l'épaisseur de plomb, voulant trouver une valeur inférieur au débit de dose max légal pour une zone publique).

Voilà, j'espère ne pas mettre trompé^^ (2.3 cm de Pb, je trouve cela important comparé aux valeurs fréquentes de l'ordre de quelques millimètres)
Par contre, la méthode 2 ou je trouvais 1.3 cm... il semble que cette méthode ne soit pas au point, sauf si je me suis trompé.

N'hésitez pas à rajouter votre grain de sel si vous voulez corriger certains de mes raisonnements ou autres ^^
Merci de l'aide  

Bonjour,

Attention il n'y a pas de débit max. pour la zone publique! C'est une dose intégrée.. donc tu dois vérifier si ça colle avec l'activité prévisionnelle de ton service TEP.

Bonjour
  avec SheepeR 
Pas de valeur en débit pour la zone publique.
80 µSv par mois ! A décliner selon les besoins pratiques de chaque utilisateur.
KLOUG

Oui je sais bien mais pour les calculs, il me faut bien un seuil que je puisse "définir". C'est pour cela que j'ai estimé les 80 µSv/mois à 0.5 µSv/h (à raison de 40h de présence par semaine et de 4 semaine par mois.)
De plus, j'ai pris pour mes calculs 0.25 µSv/h, valeur inférieur à 0.5 pour être sur que dans le pire des cas, en sortie de mur, le débit de dose soit bien correcte pour une zone publique.
Ais-je tort de faire ainsi pour les calculs théoriques ?

J'ai eu un entretien avec mes responsables et mes calculs théoriques semblent plausibles, bien que surestimés.

Quoi qu'il en soit, je vous tiens au courant de tout cela en début de semaine prochaine, au cas où ma réflexion sur ce sujet puisse servir à quelqu'un un jour, sait-on jamais 

Bonjour 
Bien sûr que non. les calculs sont indispensables.
mais attention dans les procédures écrites que vous écrivez.
Ne vous contraignez pas (au niveau de l'écrit encore une fois) car les inspecteurs peuvent utiliser vos documents pour en demander la vérification.
Comme on dit : "c'est vous qui voyez"
KLOUG

Ah d'accord,
Je vais voir si moi, pauvre petit stagiaire, je peux faire des mesures sur le terrain.

Merci KLOUG  

Et oui SheepeR, j'avais tort de parler de "débit dose max légal" pour une zone publique, vu qu'elle n'existe pas. Comme j'avais fait un calcul de conversion pour trouver une valeur exploitable pour mes calculs (en zone publique), j'ai fais un abus de langage disons pour nommer cette valeur :p
Je reconnais mon erreur là, il faut que je fasse plus attention.

On peut toutefois noter que 80 µSv/mois, c'est dimensionnellement parlant un débit de dose

Gluonmou

Bonjour
Oui 80 µSv/mois, c'est un débit de dose mensuel.
Mais notre ami parlait en débit horaire dans ces posts précédents.
KLOUG