L’utilisation d’accélérateurs de particules pour des applications médicales conduit à l’activation de matériaux. Ces derniers, lors du démantèlement des installations concernées, constituent des déchets radioactifs dont la caractérisation précise est essentielle afin d’identifier les bonnes filières d’entreposage et de recyclage.
Tous ces aspects d’un grand intérêt pour la communauté ne peuvent pas être traités actuellement avec une bonne précision, car la seule méthode d’évaluation disponible consiste en la réalisation d’un contrôle sur site des pièces activées en utilisant des méthodes de mesure simples. Ce projet a comme objectif d’apporter une réponse adéquate à la gestion des déchets radioactifs issus du démantèlement des accélérateurs utilisés dans les applications médicales.
Objectifs
Mise en place d’une méthodologie reposant sur l’utilisation des codes de calcul les plus performants afin de déterminer précisément le spectre radiologique créé lors du fonctionnement des accélérateurs de radiothérapie.
Sur la base des résultats obtenus pour les générations actuelles d’accélérateurs, des propositions d’amélioration seront formulées concernant la composition des matériaux qui pourront être utilisés dans la construction des nouvelles machines, d’une part afin de réduire la radioactivité globale induite, d’autre part de minimiser la création de radionucléides émetteurs β purs.
Identifier de nouveaux besoins en termes de données nucléaires de désintégration. Ainsi, la pertinence des bases de données sera améliorée au regard des applications liées au démantèlement des accélérateurs médicaux, et les codes de calcul utilisés gagneront en précision par l’intégration de données de qualité métrologique.
Résumé et premiers résultats
La radioactivité induite dans les installations utilisant des accélérateurs dédiés aux applications médicales conduit à la création de déchets radioactifs dont la caractérisation précise est essentielle pour les opérations de démantèlement de ces installations afin d’identifier les bonnes filières d’entreposage et de recyclage. Le projet permettra la mise en place d’une méthodologie rigoureusement validée pour la détermination du spectre radiologique des pièces activées des accélérateurs médicaux.
Cette problématique n’a jamais été précisément traitée, les accélérateurs médicaux n’ayant pas une grande ancienneté. De fait, les aspects liés à leur démantèlement commencent juste à être abordés sous l’impulsion des principaux acteurs (exploitants, entités en charge de la gestion des déchets, sociétés en charge des chantiers) compte tenu de la taille du parc actuel.
La connaissance précise de l’activation induite permettra, outre une meilleure gestion des déchets issus du démantèlement des accélérateurs médicaux en définissant les bonnes filières, d’en optimiser les flux vers les différents entreposages ou réutilisations.
Au-delà du besoin exprimé par la communauté en France, ces travaux s’inscrivent dans un contexte plus large au niveau international. Le parc des accélérateurs médicaux dans le monde suit la même tendance croissante qu’au niveau national et les chantiers de démantèlement vont se multiplier les prochaines années. Grâce à ces travaux précurseurs dans le domaine, le LNE-LNHB en proposant une méthodologie précise et fiable pourra renforcer son positionnement à l’international.
Impacts scientifiques et industriels
- Les travaux proposés auront un impact direct sur les aspects de la gestion des déchets radioactifs issus du démantèlement des accélérateurs médicaux, en assurant la précision adéquate des données qui sont à la base de la prise de décision concernant l’entreposage des pièces radioactives et le recyclage de celles présentant un niveau de radioactivité faible. Des bases de données comprenant les spectres radiologiques des composants des accélérateurs pour les deux principaux fabricants d’accélérateurs médicaux (VARIAN et ELEKTA) seront publiées, après accord des constructeurs.
- Ce projet abordera également les améliorations à apporter au design des futurs accélérateurs de radiothérapie du point de vue de la quantité et la composition des déchets générés par leur fonctionnement. Des solutions alternatives seront proposées pour les compositions des matériaux afin de réduire le niveau de radioactivité induite avec une faible contribution des émetteurs β purs, très difficiles à mesurer contrairement aux émetteurs γ. Les résultats de cette analyse seront rendus accessibles à la communauté incluant les fabricants des accélérateurs et les futurs utilisateurs.
- Les résultats de ce travail donneront accès à une information plus complète permettant un niveau de confiance accru entre les fabricants et les futurs exploitants avec la prise en compte désormais possible des aspects liés à la radioactivité induite et au coût du démantèlement ultérieur, souvent négligés lors de l’acquisition et l’installation d’un nouvel équipement.
Partenaires/Collaborations
- Les travaux concernant les irradiations en champs de neutrons seront potentiellement réalisés en collaboration avec les équipes du CEA-DRF auprès de l’installation NFS du GANIL, et/ou celles LNE-LMDN de l’IRSN auprès de l’installation AMANDE.
- L’objectif premier de ce projet étant de fournir des informations précises et consolidées pour assurer une meilleure gestion des déchets radioactifs dans le cas des accélérateurs médicaux, le LNE-LNHB continuera d’être en contact étroit avec les acteurs nationaux dans le domaine du démantèlement et notamment avec l’Andra (Agence Nationale de gestion des Déchets RAdioactifs).