Etude d’optimisation de BSA (Beam Shaping Assembly) pour la thérapie par capture neutronique de bore (BNCT). Caractérisation du faisceau thérapeutique des neutrons et calcul de dose

Abstract

La thérapie par capture de neutrons au bore (BNCT) est une forme d'hadronthérapie basée sur la grande section efficace d'interaction entre le neutron thermique et l'isotope stable du bore (10B) ; qui est présent dans la cellule tumorale après avoir été transporté au moyen d'un support approprié. Cette interaction donne naissance à deux particules : 7Li et 42 He ; dont la trace est faible alors que leur Transfert Linéaire d'Énergie (LET) est élevé, ce qui leur permettra de déposer une dose mortelle au niveau cellulaire. Toutes ces caractéristiques susmentionnées ont permis au BCNT (§) d'être une technique thérapeutique ciblée d'une grande efficacité biologique qui parvient à vaincre la radiorésistance de certaines tumeurs de mauvais pronostic, telles que : le Glioblastome Multifore (GBM) ; qui est une tumeur cérébrale située en profondeur du crâne, agressive et radiorésistante aux techniques habituelles basées sur les rayons X. Pour l'utilisation du BNCT dans le traitement des GBM, un faisceau de neutrons épithermiques est indispensable ayant une intensité seuil de 1E+9 n/cm2.s avec une contamination la plus faible possible des rayons thermiques, rapides et gamma pour remplir les exigences. Recommandations de l'AIEA. À cette fin, un Beam Shapping Assembly (BSA) est un dispositif nécessaire pour transformer le spectre neutronique de la source de neutrons utilisée en un spectre neutronique thérapeutique dédié au BNCT. L'objet de ce travail de thèse est l'étude de faisabilité de l'utilisation du réacteur nucléaire de recherche NUR du Centre de Recherche Nucléaire de Draria (CRND) et l'optimisation d'un BSA. Après avoir optimisé le BSA à l'aide du code informatique MCNP5, une étude dosimétrique basée sur l'utilisation d'une tête fantôme de Snyder sera développée pour caractériser le faisceau de neutrons thérapeutiques obtenu. De nombreuses simulations basées sur MCNP5 ont été réalisées et ont conduit à l'optimisation d'un BSA ; avec un flux de neutrons épithermiques de 1,18E+9 n/ cm2.s calculé en sortie de canal. Ensuite, les FOM aériens répondent aux recommandations de l’AIEA et sont compétitifs par rapport aux études précédentes. L'étude dosimétrique du faisceau thérapeutique obtenu après utilisation du BSA a été réalisée sur le fantôme de tête Snyder et a révélé que notre installation est comparable aux installations ayant déjà réalisé des essais cliniques. Selon ces résultats prometteurs, le faisceau de neutrons épithermiques conçu est adapté aux applications BNCT.