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Développement et caractérisation dun nouvel instrument dédié à lautoradiographie β J. Samarati a, G. Charpak a, P. Coulon a, M. Leguay b, P. Leray b, S.

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1 Développement et caractérisation dun nouvel instrument dédié à lautoradiographie β J. Samarati a, G. Charpak a, P. Coulon a, M. Leguay b, P. Leray b, S. Lupone b, L. Luquin b, V. Metivier b, M. Meynadier a, E. Morteau b, D. Thers b a Biospace Mesures, 10 rue Mercoeur, PARIS b Subatech, UMR Université de Nantes, Ecole des Mines de Nantes, IN2P3/CNRS, NANTES

2 Plan Lautoradiographie β Les techniques existantes Le PIM β-Imager : –Principe de détection –Lélectronique dacquisition –Le « trigger » –Résultats obtenus en 3 H et en 14 C Conclusion

3 LAUTORADIOGRAPHIE β Technique dimagerie qui permet la localisation de la distribution dun élément marqué à laide dun isotope (ex.: 3 H, 14 C..) dans des coupes tissulaires. Coupe de rat marqué au 3 H Coupe de rein marqué au 3 H (avec la permission de Biospace Mesures)

4 Techniques actuelles Films ou émulsions photographiques avantages: simplicité, faible coût, excellente résolution spatiale (20μm). inconvénients: faible sensibilité (pour des émetteurs de faible énergie) => temps dexposition long (plusieurs mois), réponse non linéaire et saturation. Ecrans phosphores avantages: réponse linéaire, sensibilité bcp plus élevée que le film (réduction du temps dexposition), résolution spatiale (< 200μm). Inconvénients: saturation, impossibilité de détecter du 3 H avec les plaques usuelles. Détecteurs gazeux (mode PPAC) avantages: linéarité quasi parfaite, très grande sensibilité, résolution spatiale (< 200μm), détection du 3 H possible. Inconvénients: nécessite un dispositif lourd (système gaz, HT) D étecteurs gazeux: + image en ligne - le rendre plus facile dutilisation

5 Principe de détection PIM (Parallel Ionisation Multiplier) Etage de diffusion E ~4kV/cm sur 4 mm Cathode Source β Particule β incidente Espaceur 300 μm Microgrille Plan danode Pads ( μm 2 ) Etage damplification E ~20kV/cm sur 300 m Ne/10% iC 4 H 10

6 Description du détecteur

7 Mécanique du détecteur Microgrille Ni Caractéristiques: pas de 50 μm, ø trou de 39 μm, largeur du barreau 11 μm et épaisseur de la grille 6 μm.

8 Plancher de lecture Caractéristiques: pixels (320×320) de 750 μm de côté Multiplexage géométrique du plancher: 2 pistes par ligne de pads et 1 pad sur 4 connecté à la même piste pour limiter le nombre de voies délectronique

9 Plancher de lecture (connectique (vias) entre les pads et les pistes) Profondeur: 142 μmProfondeur: 58 μm

10 Electronique de lecture Lecture des pistes par 20 cartes GASSIPLEX => 1280 voies délectronique pour lire les données de pixels !!

11 La chaîne électronique qui permet denregistrer linformation reçue par les pads qui sera écrite sur le disque dun PC. Traitement de linformation 1.2 μs après lentrée dune particule dans le volume gazeux (cf trigger). Electronique détermine le temps mort de lacquisition. Possibilité denregistrer jusquà évts./s. Electronique dacquisition

12 Le « trigger » Détermine le temps darrivée de chaque particule β dans le détecteur. Difficulté: grande surface => bruit important => développement dune électronique spécifique dédiée.

13 Electronique trigger 0.5μs en X 200 mV en Y.

14 Résultats avec une source de 14 C E amplification = 21.7 kV/cm E dérive = 4 kV/cm efficacité de reconstruction ~ 50% résolution ~ 60 m (FWHM) 200 m 500 m 300 m 1.5 mm

15 E amplification =21.7 kV/cm E dérive =4 kV/cm efficacité de reconstruction ~ 75% résolution ~ 50 m (FWHM) 80 m100 m70 m50 m60 m90 m Résultats avec une source de 3 H

16 Conclusion Résultats encourageants obtenus sur une lame => optimisation. Passage à une grande surface => plusieurs lames en conservant une résolution < 100 μm (FWHM) avec une efficacité 50 % en 14 C et 70 % en 3 H.


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