Academic literature on the topic 'Accélérateurs linéaires à induction'

INTRODUCTION : La curiethérapie ou brachythérapie est une technique de radiothérapie qui consiste à traiter la tumeur par une source radioactive au sein ou au contact de la tumeur à l’aide de vecteurs. On distingue la curiethérapie endocavitaire et la curiethérapie interstielle. Elle est le plus souvent combinée à une radiothérapie externe en complément de dose. L’avènement de la radiothérapie externe conformationnellle tridimensionnelle (RC3D) en 2018 au Sénégal s’est accompagné de la mise en place d’unités de curiethérapie à haut débit de dose. L’objectif de notre travail est de présenter l’unité de curiethérapie de l’Hôpital Dalal Jamm et de montrer à travers une étude dosimétrique d’un carcinome du col utérin l’apport que ce traitement apporte en termes de niveaux de dose et de respect des contraintes dosimétriques. MATERIELS ET METHODES : Le service de Radiothérapie de l’Hôpital Dalal Jamm est doté d’un scanner simulateur dédié, de deux accélérateurs linéaires de particules (LINAC) de type Elekta. Il existe pour la radiothérapie externe un système de contourage et de planification en 3D et en IMRT statique (MONACO SIM 2), et un système de numérisation des données des patients et de prescriptions médicales (MOSAIQ). L’unité de curiethérapie à haut débit de dose (HDR) dispose d’un Flexitron avec comme source le Cobalt 60 et d’un système de contourage ONCENTRA. Les applicateurs utilisés sont fonction de l’indication et nous disposons de rings et de cylindres à canaux multiples Tous les patients y bénéficient après implantation de vecteurs d’un scanner de centrage et d’une planification dosimétrique en 3D. RESULTATS : Nous rapportons le cas d’une patiente de 47 ans, prise en charge pour un carcinome épidermoïde du col utérin classé IIIC1 de FIGO. Elle a bénéficié d’une radiothérapie externe à la dose de 46 Gy en 23 séances avec du cisplatine hebdomadaire puis une curiethérapie HDR en complément à la dose de 28 Gy à raison de 8 Gy par fraction et deux séances par semaine. Les applicateurs de type ring sont utilisés et un scanner de centrage est effectué après chaque application. Après le contourage des volumes cibles, la planification dosimétrique a permis de couvrir selon les critères de l’ICRU 83 le volume cible CTV HR sur la 90% avec respect des contraintes dosimétriques sur la vessie, le rectum et le sigmoïde (V2cc ≤75 Gy). Aucune toxicité aigüe n’a été notée. CONCLUSION : La curiethérapie est une technique de radiothérapie essentielle dans la prise en charge de plusieurs localisations cancéreuses. Elle apparait comme un complément nécessaire à la radiothérapie externe en permettant d’atteindre des niveaux de dose impossible à obtenir avec la radiothérapie externe seule. Ces doses élevées étant corrélés à un meilleur contrôle local et donc de survies.

ABSTRACT Objectives: Evidence is scarce on the comparative effectiveness of buprenorphine/naloxone (BUP/NX) and methadone for withdrawal symptoms during the first weeks of treatment in prescription-type opioid use disorder (POUD), in the context of highly potent opioid use. We aim to verify if methadone and BUP/NX may predict withdrawal symptoms during the first 6 weeks of treatment and to explore associations based on fentanyl exposure. Methods: The study uses data from OPTIMA, an open-label, 24-week, 2-arm, parallel (methadone, n=133; BUP/NX, n=138), multicenter, pan-Canadian, randomized controlled trial. Participants were aged 18 to 64 years with DSM-5 prescription-type opioid use disorder. Dependent variables included opioid withdrawal symptoms measured with the Clinical Opiate Withdrawal Scale (COWS) at weeks 2, 4, and 6 after treatment initiation. Adjusted linear mixed models were used to study COWS as a function of assigned treatment. Analyses stratified by baseline fentanyl–positive urine drug screen (UDS) status were reported. Results: COWS scores decreased from 3.13 at week 2 to 2.56 at week 6. Methadone was associated with lower COWS scores compared to BUP/NX (aβ: −1.02; 95% CI: −1.93; −0.12). In stratified analysis, methadone was associated with lower COWS scores compared to BUP/NX in participants with baseline fentanyl–positive UDS (aβ: −2.26; 95% CI: −3.82; −0.67), but not with baseline fentanyl-negative UDS (aβ: 0.03; 95% CI: −0.94; 0.99). Conclusions: Our study showed that methadone is associated with slightly decreased withdrawal symptoms early during treatment compared to BUP/NX only in those exposed to fentanyl. Future studies should verify whether withdrawal symptoms during opioid agonist therapy induction may impact other key outcomes such as opioid use and treatment retention. Objectifs: Les données probantes sont rares sur l’efficacité comparative de la buprénorphine/naloxone (BUP/NX) et de la méthadone pour les symptômes de sevrage au cours des premières semaines de traitement des troubles liés à l’usage d’opioïdes de type sur prescription (TUOP), dans le contexte d’une consommation d’opioïdes très puissants. Nous visons ici à vérifier si la méthadone et la BUP/NX peuvent prédire les symptômes de sevrage au cours des 6 premières semaines de traitement et à explorer ces associations basées sur l’exposition au fentanyl. Méthodes: L'étude utilise les données d’OPTIMA, une étude parallèle ouverte, contrôlée, randomisée et multicentrique pancanadienne de 24 semaines à deux bras (méthadone n=133; BUP/NX n=138). Les participants étaient âgés de 18 à 64 ans et avaient un diagnostic de TUOP selon le DSM-5. Les variables dépendantes comprenaient les symptômes de sevrage aux opioïdes mesurés avec l’Échelle clinique de sevrage des opiacés (COWS) aux semaines 2, 4 et 6 après le début du traitement. Des modèles mixtes linéaires ajustés ont été utilisés pour étudier les scores de COWS en fonction du traitement assigné. Des analyses stratifiées selon les résultats du dépistage urinaire pour le fentanyl en début d’étude ont été menées. Résultats: Les scores COWS ont diminué de 3,13 à la semaine 2 à 2,56 à la semaine 6. La méthadone était associée à des scores COWS inférieurs à ceux de BUP/NX (aβ: −1,02; IC à 95%: −1,93; −0,12). En analyse stratifiée, la methadone était associée à des scores COWS inférieurs à ceux du BUP/NX chez les participants avec un dépistage urinaire positif au fentanyl (aβ: −2,26; IC à 95%: −3,82; −0,67), mais pas parmi ceux avec un dépistage négatif (aβ: 0,03; IC à 95%: −0,94; 0,99). Conclusion: Notre étude a montré que la méthadone est associée à une légère diminution des symptômes de sevrage tôt pendant le traitement par rapport au BUP/NX, et ce uniquement chez les personnes exposées au fentanyl. Les études futures devraient déterminer si les symptômes de sevrage pendant l’induction du traitement par agonistes opioïdes peuvent avoir un impact sur d’autres résultats clés tels que la consommation d’opioïdes et la rétention en traitement.

La radiographie éclair est une technique permettant de caractériser l’état d’un objet dense soumis à des conditions physiques extrêmes, avec des vitesses de déplacement de plusieurs km/s. Dans ces conditions, il est nécessaire d’avoir une source de rayonnement X spécifique : faible dimension (quelques mm), durée brève (inférieure à 100 ns), haute énergie (autour de 20 MeV) et intense (quelques kA). Elle est produite à l’aide du rayonnement de freinage généré par l’interaction d’un faisceau intense et pulsé d’électrons avec une cible de métal de numéro atomique élevé. Ce faisceau est émis par une cathode en velours puis transporté dans un accélérateur linéaire à induction (LIA). La qualité d’une radiographie est majoritairement conditionnée par les caractéristiques physiques de la source X, elles-mêmes intimement liées aux propriétés du faisceau d’électrons. Les travaux menés dans cette thèse visent à modéliser la dynamique du faisceau dans les LIA en intégrant ses caractéristiques physiques dont certaines instabilités dégradant le faisceau. Les modèles développés ont été validés lors de la mise en service de l’accélérateur MCH3 implanté au CEA Valduc sur l'installation Epure.La modélisation de la dynamique du faisceau repose sur le code Particle-In-Cell LSP-Slice et le code de transport EVOLI (EVOLution des Instabilités). Ce dernier a été développé lors de cette thèse et modélise la dimension de l’enveloppe et du barycentre des charges (centroïde) du faisceau ainsi que la propagation « temporelle » du faisceau par le biais d’un découpage de ce dernier en disque.Dans un premier temps, des études ont été menées sur le mouvement du centroïde du faisceau lors de son transport. Dans EVOLI, les équations décrivent le centroïde avec l’influence de la charge d’espace. Une procédure d’optimisation numérique a permis de reproduire par simulation les résultats obtenus dans MCH3 en intégrant l’influence du champ magnétique terrestre et les défauts d’alignement des différents éléments magnétiques (solénoïdes et déviateurs). L’application de cette nouvelle méthode sur d’autres transports permet d’envisager de calculer des consignes des déviateurs afin de pré-centrer le faisceau numériquement. Cette méthode laisse entrevoir un gain de temps significatif lors du centrage expérimental du faisceau nécessitant de nombreux essais.Dans un second temps, la modélisation du faisceau a permis de contribuer à la mise en service de l’accélérateur MCH3 en fin d'année 2022. Un premier transport n’a pas permis de mener la totalité de la charge du faisceau jusqu’à la cible de conversion, bien que les simulations numériques prédisaient un transport nominal basé sur le seul formalisme de l’enveloppe. Les mesures expérimentales ont montré des oscillations importantes du centroïde dues à l’instabilité Beam Break-Up (BBU). Un modèle simplifié du BBU a alors été intégré dans EVOLI. Par l’utilisation de ce modèle numérique, un nouveau transport à champ magnétique fort a été conçu limitant théoriquement d’un facteur 2,5 l’intensité du BBU en sortie de ligne accélératrice. Ce résultat a été vérifié expérimentalement par la réduction significative du BBU d’un facteur 3 permettant de transporter l’intégralité de la charge du faisceau de manière stable et reproductible jusqu’à la cible. Cette stratégie de transport du faisceau à champ magnétique fort admet cependant une limite puisqu’elle exacerbe le mouvement Corkscrew qui augmente avec le champ magnétique tel que montré par le travail initialisé dans cette thèse. L’optimisation du transport est donc un compromis entre le poids des différentes instabilités au sein de l’accélérateur. Les travaux de cette thèse ouvrent des perspectives sur la prise en compte des instabilités afin de concevoir des transports innovants particulièrement dans le cadre de machines multi-impulsion constituant à l'heure actuelle un développement majeur des machines de radiographie éclair
Flash radiography allows characterizing the state of a dense object subjected to extreme physical conditions, with displacement velocities of several kilometres per second. These conditions require a specific X-ray source: small size (a few millimetres), brief duration (less than 100 ns), high energy (around 20 MeV) and high current (a few kA). This source is produced using Bremsstrahlung radiation generated by the interaction of an intense and pulsed electron beam with a high atomic number metal target. A velvet cathode emits the beam and an linear induction accelerator (LIA) transports it. The quality of radiography is mainly conditioned by the physical characteristics of the X-ray source, which are closely linked to the properties of the electron beam. The work carried out in this PhD thesis aims to model the beam dynamics in LIAs by integrating its physical characteristics, including some instabilities which degrade the beam. The developed models were validated during the commissioning of the MCH3 accelerator at CEA Valduc in Epure facility.The modelling of beam dynamics is based on the Particle-In-Cell (PIC) code LSP-Slice and the transport code EVOLI (EVOLution of Instabilities). The latter was developed during this thesis and models the size of the beam envelope and its charge centroid, as well as the "temporal" propagation of the beam by its segmentation into discs.In the first place, studies were conducted on the motion of the beam centroid during its transport. In EVOLI, the equations describe the centroid with the influence of space charge. A numerical optimization procedure allowed the simulation to reproduce the results obtained in MCH3 by incorporating the influence of the Earth's magnetic field and the misalignment of various magnetic elements (solenoids and steerers). The application of this new method to other beam transports makes possible to calculate steerer settings for numerical pre-centering of the beam. This method offers the prospect of significant time savings during the experimental beam centering process, which typically requires numerous shots.Afterward the beam modelling contributed to the commissioning of MCH3 accelerator at the end of 2022. With an initial transport attempt, the entire beam charge did not reach the conversion target, despite numerical simulations predicting nominal transport based on the envelope formalism. Experimental measurements revealed significant centroid oscillations due to the Beam Break-Up (BBU) instability. Then, a simplified BBU model was incorporated into EVOLI. By using this numerical model, a new high magnetic field transport was designed, theoretically limiting BBU intensity at the accelerator end by a factor 2.5. This result was experimentally verified by a BBU reduction by a factor 3, enabling a stable and reproducible transport of the entire beam charge to the target. However, this strong magnetic field transport strategy leads to an increase of the Corkscrew motion, which increases with magnetic field strength as shown in the work initiated in this thesis. Therefore, optimizing beam transport is a compromise between the various instabilities within the accelerator. The work of this thesis opens up prospects for considering instabilities to design innovative transports, particularly in the context of multi-pulse machines, which are currently a major development in flash radiography machines

Le travail de thèse présenté dans ce document consiste en l'étude et en la réalisation d'un faisceau de positons lents (dont l'énergie cinétique va de l' électronvolt au keV) au CEA de Saclay, dans le cadre du projet GBAR. L'objectif de ce projet est de réaliser le premier test direct du Principe d'équivalence Faible sur de l'antimatière en étudiant la chute libre d'atomes d'antihydrogène dans le champ gravitationnel terrestre. Le faisceau de positons présenté ici est alimenté par un petit accélérateur linéaire d'électrons (linac) de quelques MeV. La génération des positons se fait via la création de paires électron/positon par les photons issus du rayonnement de freinage des électrons du linac dans une cible de tungstène. Ce faisceau de test a pour objectif double de démontrer d'une part la faisabilité d'une source de positons alimentée par un petit accélérateur et de permettre d'autre part le développement de deux étapes futures du projet : le piégeage des positons et leur conversion en positronium afin de générer une cible dense pour le faisceau d'antiprotons devant permettre la synthèse de l'antihydrogène. A la fin de la thèse le faisceau de positons est opérationnel et le flux atteint est de 1,7*10^5 positons lents par seconde. Ce flux encore faible gagnera un ordre de grandeur dès la réparation du linac défectueux et un travail d'optimisation est en cours pour augmenter encore ce flux. Le projet GBAR compte se doter d'un accélérateur plus performant afin d'atteindre les 3*10^8 positons lents par seconde requis pour l'expérience et le modérateur actuel en tungstène pourrait être remplacé par une technologie au néon dont le rendement est supérieur

Le projet SPIRAL2, en phase de construction au GANIL à Caen, viendra augmenter les capacités de production et d'accélération de l'actuelle installation SPIRAL. Cette extension consiste en la construction d'une zone de production d'isotopes radioactifs associée à un accélérateur linéaire supraconducteur. Ce dernier permet l'accélération de faisceaux de deutons de 5 mA à 40 MeV ainsi que d'une grande variété d'ions (protons, deutons, ions ayant un rapport charge/masse de 1/3) jusqu'à une énergie de 14. 5 MeV/u et un courant de 1 mA. Le taux de fission visé (~ 1014 fissions/s) ainsi que cette grande polyvalence d'accélération sont rendus possible grâce à l'utilisation de la technologie supraconductrice. L'étude, la conception et l'intégration des modules accélérateurs supraconducteurs de la partie haute énergie ont été effectuées à l'Institut de Physique Nucléaire d'Orsay (IPNO). Le travail de thèse présenté ici s'inscrit dans ce contexte. Dans un premier temps, les cavités accélératrices supraconductrices de type quart-d'onde ont été validées et caractérisées d'un point de vue électromagnétique et mécanique en cryostat de qualification (-269°C). Par la suite, un module accélérateur totalement équipé a été qualifié en configuration dite « machine ». Des études plus spécifiques ont également été menées sur l'effet l00K, les microphonies et la caractérisation du système d'accord en fréquence par plongeur mobile, système novateur pour les cavités supraconductrices. La validation des performances du module accélérateur à travers ce travail de thèse a donné lieu au lancement de la phase de fabrication des cavités accélératrices et des cryomodules
The SPIRAL2 project, in its construction phase at GANIL in Caen, will increase the capabilities of the current existing facility SPIRAL. This upgrade consists in the construction~of a production area of rare radioactive isotopes associated to a superconducting linac. The latter can accelerate a 5 mA deuteron beam up to 40 MeV and can handle a wide variety of ions (protons, deuterons, ions with a charge over mass ratio of 1/3) up to 14. 5 MeV/u at 1 mA. The targeted fission rate (~ 1014 fissions/secondes) and accelerating polyvalence is achieved thanks to the superconducting technology. The study, the conception and integration of the superconducting accelerating modules are in charge of the Nuclear Physics Institute of Orsay (IPNO). The PhD work presented here consisted in first testing and characterising mechanically and electromagnetically the superconducting quarter-wave resonator in a qualifying cryostat (- 269°C). Then, a fully-equipped accelerating module has been tested without beam. More specific studies have been carried out on the Q-disease, on microphonics and on the frequency tuning system with moving plunger, a novel system for superconducting cavities. The validation of the accelerating module performances during the PhD period has lead to the fabrication phase launching of the accelerating cavities and their modules

En utilisant un nouveau type d'instrument: l'ecartometre a fil biaxial ou wire positioning system (wps) et des fils tendus sur 58 m servant de references spatiales, nous proposons une methode de prealignement et de controle actif d'un accelerateur lineaire de particules au stade de projet: le compact linear collider (clic). En effet, l'un des grands challenges de ce projet est le prealignement pour chaque linac de 2780 poutres supportant les cavites acceleratrices et 400 elements magnetiques independants a quelques microns pres les uns des autres. Le premier chapitre, apres avoir introduit le projet du clic presente certains systemes de prealignement et leurs limites. Le second chapitre expose brievement la methode de prealignement proposee, baptisee methode du double fil tendu et les trois types d'instruments utilises conjointement: le wps, le systeme hls (hydrostatic levelling system) et le tms (tilt meter system). Dans le troisieme chapitre est demontree la validite du wps: la stabilite et la reproductibilite des mesures, la possibilite de realiser un etalonnage de l'instrument de l'ordre du micron. Nous avons ensuite verifie dans les deux chapitres suivants que le fil tendu peut constituer une reference spatiale, c'est a dire qu'il est modelisable a quelques microns, a condition qu'il soit geometriquement homogene. Le sixieme chapitre fait le point sur la methode du double fil tendu et propose cinq etapes pour simplifier la compensation des observations. De premiers resultats de simulations concernant l'utilisation de la methode du double fil tendu sont montres. Pour finir, nous montrons comment les instruments decrits seront places dans un environnement reel avec faisceau dans une experience baptisee ctf2

Ce travail est consacré à l'étude des convertisseurs électromécaniques linéaires à induction que l'on peut rencontrer dans la traction ou dans le pompage électromagnétique des métaux liquides. L’adéquation de l'alimentation électrique des convertisseurs linéaires à un effet recherche (pompage, traction ou freinage) est essentielle. Un modèle suffisamment rapide pour se prêter à l'optimisation vis-à-vis de différents critères est développé. La difficulté principale de la modélisation par la méthode des éléments finis réside dans le mouvement de l'induit. Cette difficulté est contournée en introduisant une condition aux limites particulières sur la surface de l'induit (convolution entre le potentiel vecteur et sa dérivée normale), ce qui permet de restreindre les parties numériques de la résolution au domaine fixe. Le modèle est utilisé pour la recherche des alimentations qui optimisent le rendement, la poussée ou bien la force de freinage. On a pu ainsi concevoir des enroulements spécifiques, pour différents modes de fonctionnement et à différentes vitesses, qui autorise un gain appréciable sur le rendement ou sur la poussée ramenée aux pertes joule dans l'inducteur. On a aussi analysé les différents champs de force dans l'induit avant et après optimisation

L’étude de la dynamique d’un faisceau d’ions de haute intensité dans les lignes de basse énergie (LBE)représente l’un des défis majeurs de la science des accélérateurs. basse énergie, cette dynamique est dominée par le champ de charge d’espace induit par le faisceau lui-même, qui en général est non linéaire et peut entrainer des phénomènes de halo, de grossissement d’émittance et de pertes de faisceau. Toutefois, un faisceau à basse énergie se propageant dans une LBE induit l’ionisation du gaz résiduel présent dans la chambre. Les particules (ions et électrons) issues de l’ionisation sont repoussées ou attirées radialement par le champ de charge d’espace en fonction du signe de leur charge. D’autres réactions physiques ont lieu dans la ligne basse énergie, jouant ainsi un rôle dans la dynamique du faisceau et sur l’établissement du temps et du taux de compensation de charge d’espace. Afin d’obtenir des résultats prédictifs et fiables quantitativement, des simulations de transport de faisceau en régime de compensation de charge d’espace avec le code de calcul warp ont été réalisées en prenant également compte les réactions physiques les plus probables. On discutera ensuite des résultats de ces simulations en lien avec ceux issus de différentes compagnes de mesure réalisées auprès des LBE des projets MYRRHA et IFMIF
The study of intense ion beam dynamics in lowenergy beam transport line (LEBT) representsone of the most important challenges inaccelerating sciences. At low energy, it isdominated by the space-charge field created bythe beam itself, which is generally non-linearand can induce halo, emittance growth and beamlosses. But, a ion beam at low energypropagating in a LEBT ionises the residual gas.The particles (ions and electrons) fromionisation are repelled or confined radially bythe space charge field according to their chargesign.Other interactions take place in the LEBT,modifying the beam dynamics and the space chargecompensation time and the space-chargecompensation yield. In order to obtain predictiveand precise results quantitatively, numericalsimulations of beam transport in space-chargecompensation regime with WARP code havebeen realized taking account the most probablephysical interactions. Then, we will discuss theresults with comparisons with experimental dataobtained on the MYRRHA and IFMIF LEBT’s

L'utilisation des accélérateurs linéaires de forte puissance dans différents projets (production de neutrons par spallation, réacteurs hybrides) nous a amené à se pencher sur les problèmes de la dynamique de faisceaux de haute intensité. Dans le cas de faisceaux intenses, les particules sont soumises à des forces non linéaires, principalement dues à l'effet de charge d'espace. Afin de disposer d'outils à la fois moins lourds et plus réalistes que les méthodes classiques de simulation (interaction particule-particule, modèle coeur-particule), la description de l'évolution d'une distribution de particules à partir de ses paramètres statistiques, ses moments, a donc été envisagée. Nous présentons donc dans une première partie une analyse détaillée de la problématique, menée dans un cadre simplifié mais non limitatif : tout d'abord, nous développons un formalisme original basé sur les propriétés fines des polygones orthogonaux permettant l'étude des moments d'une densité en une dimension. De cette analyse, nous voyons que l'on peut extraire, d'un nombre fini de moments, un certain nombre d'informations concernant la densité. En particulier, il en découle la notion fondamentale d'enveloppe convexe définissant le domaine d'existence de cette densité. Ceci permet de mieux comprendre la signification des moments. La généralisation de cette description en deux dimensions permet d'estimer avec une bonne précision où sont localisées les particules dans cet espace des phases. Enfin, nous abordons les difficultés rencontrées au cours de cette étude, fixant ainsi les limites de cette méthode. La deuxième partie de cette thèse, plus expérimentale, présente les mesures de faisceaulogie effectuées sur l'accélérateur GENEPI (GEnérateur de NEutrons Pulsé Intense) dans le cadre de l'étude des systèmes hybrides. Elles permettent, entre autres, la calibration du faisceau et la validation des codes de calculs nécessaires à la conception de la machine.

Nous etudions dans ce travail la capacite du code monte carlo penelope a simuler les faisceaux de photons issus des accelerateurs lineaires d'electrons de type sl (elekta) equipe d'un collimateur multilames pour des rayons x de 6, 18 et 25 mv. Le transport des particules dans la tete d'irradiation a ete separe en deux parties, l'une est relative a la section filtration et l'autre a la section collimation. A la fin de chaque section, les fichiers d'espace des phases contenant toutes les particules et leurs parametres associes, sont stockes. La simulation du transport des particules a travers la premiere partie n'est realisee qu'une seule fois pour chaque energie. Pour la simulation des faisceaux dans la partie collimation, les fichiers d'espaces des phases sont reutilises autant de fois que de dimensions de champ d'irradiation souhaitees. Nous proposons une methode de validation des fichiers d'espaces des phases ainsi generes. Elle se decompose en trois etapes. La validation geometrique consiste a verifier la description des elements modelises. La deuxieme etape concerne la validation de la partie energetique des simulations. La derniere etape constitue la validation des grandeurs dosimetriques determinees a la sortie de l'appareil de traitement (spectre energetique, coefficient d'attenuation lineique ), dans un fantome d'eau (rendements en profondeur et en traversee, facteur de debit de dose) et dans des fantomes heterogenes. La validation dosimetrique s'appuie sur une etude experimentale complete des grandeurs etudiees. Les caracteristiques des faisceaux de photons validees, l'apport du code penelope pour la modelisation des faisceaux de photons est discute. Les donnees stockees a la sortie des tetes d'irradiation sont analysees et utilisees pour etudier quantitativement et qualitativement les faisceaux de photons. Les sources de production de photons diffuses sont identifiees et leur proportion discutee. Les depots de dose engendres par ces faisceaux d'irradiation dans un fantome d'eau sont etudies. Deux aspects sont abordes : les particules de contamination et la separation de la dose primaire, due au rayonnement issu de l'appareil de traitement, et de la dose diffusee par le milieu environnant.

Dans le cadre de l'Approche Elargie pour la Fusion conclue entre le Japon et l'Europe, le projet IFMIF (International Fusion Materials Irradiation Facility) a été lancé pour l'étude des futurs matériaux pour la fusion qui devront résister à d'intenses flux de neutrons. Un composant majeur en est son ensemble de deux accélérateurs à très haute puissance (2×5 MW) qui produit le flux de neutrons en bombardant une cible de Lithium avec un faisceau de Deutérium à une énergie de 40 MeV. Vues ces spécifications ambitieuses, une première phase appelée EVEDA (Engineering Validation and Engineering Design Activity) prévoit l'étude et la réalisation d'un accélérateur prototype à l'échelle un jusqu'à 9 MeV au Japon. Le travail de cette thèse concerne le domaine de la Physique des Accélérateurs. Il consiste en des études de dynamique faisceau pour l'accélérateur prototype LIPAc, caractérisé par une intensité et une puissance jamais encore réalisées, exigeant de ce fait des qualités de faisceau exceptionnelles. Les caractéristiques de cet accélérateur, font qu'il requiert de nombreuses études et simulations pour toutes les étapes de sa mise en service. En parallèle, des études de fond sur les interactions coeur-halo et les effets de la charge d'espace dans les accélérateurs intenses, seront aussi menées. En particulier une nouvelle définition du halo d'un faisceau de particules, adaptée à l'étude de ces accélérateurs sera proposée et appliquée
As part of the Broader Approach to Fusion concluded between Japan and Europe, the IFMIF (International Fusion Materials Irradiation Facility) project was launched for the study of future fusion materials resisting intense neutron fluxes. A major component of it is the couple of twin high power accelerators (2 × 5 MW) which will produce the neutron flux by bombarding a Lithium target with a deuterium beam at an energy of 40 MeV. Considering these ambitious specifications, a first phase called EVEDA (Engineering Validation and Engineering Design Activity) is ongoing to provide the design and construction of an up to scale prototype accelerator to an energy of 9 MeV in Japan. The work of this thesis belongs to the field of Accelerators Physics. It consists of beam dynamics studies for the prototype accelerator LIPAc, characterized by unprecedented current and power, thereby requiring outstanding beam quality. The characteristics of this accelerator, makes many studies and simulations for all stages of its commissioning required. Concurrently, background studies on core-halo interactions and on the effects of space charge on high current beams will also be conducted. In particular a new definition of the halo of a particle beam, adapted to the study of these accelerators will be proposed and implemented

L'utilisation des accélérateurs linéaires de forte puissance dans différents projets (production de neutrons par spallation, réacteurs hybrides) nous a amené à se pencher sur les problèmes de la dynamique de faisceaux de haute intensité. Dans le cas de faisceaux intenses, les particules sont soumises à des forces non linéaires, principalement dues à l'effet de charge d'espace. Afin de disposer d'outils à la fois moins lourds et plus réalistes que les méthodes classiques de simulation (interaction particule-particule, modèle coeur-particule), la description de l'évolution d'une distribution de particules à partir de ses paramètres statistiques, ses moments, a donc été envisagée. Nous présentons donc dans une première partie une analyse détaillée de la problématique, menée dans un cadre simplifié mais non limitatif : tout d'abord, nous développons un formalisme original basé sur les propriétés fines des polygones orthogonaux permettant l'étude des moments d'une densité en une dimension. De cette analyse, nous voyons que l'on peut extraire, d'un nombre fini de moments, un certain nombre d'informations concernant la densité. En particulier, il en découle la notion fondamentale d'enveloppe convexe définissant le domaine d'existence de cette densité. Ceci permet de mieux comprendre la signification des moments. La généralisation de cette description en deux dimensions permet d'estimer avec une bonne précision où sont localisées les particules dans cet espace des phases. Enfin, nous abordons les difficultés rencontrées au cours de cette étude, fixant ainsi les limites de cette méthode. La deuxième partie de cette thèse, plus expérimentale, présente les mesures de faisceaulogie effectuées sur l'accélérateur GENEPI (GEnérateur de NEutrons Pulsé Intense) dans le cadre de l'étude des systèmes hybrides. Elles permettent, entre autres, la calibration du faisceau et la validation des codes de calculs nécessaires à la conception de la machine
High-power linear accelerators are needed as driver for several projects (spallation neutron sources, hybrid system). This interest brings us to the question of dynamics of high intensity particle beam. Inside intense beam, particles are under non linear forces mainly due to space charge effects. In order to have less heavy and more realistic tools than classical simulation methods (particle-particle interactions, particle-core model), we consider a description of the evolution of a particle density from its statistical parameters, its moments. In a first part, a detailed analysis of the moment problems is shown in a simplified but non restrictive case. To begin with, we develop an original study based on orthogonal polynomial properties which allows us to study one-dimension density moments. We can see that we obtain information about density from only few moments. Such an investigation is essential for a better understanding of moment significance. Then, we apply this description to two-dimension phase space, so that we can precisely estimate where particles are in this phase space. Finally, we enumerate difficulties met and deduce the limits of this method. The second part of this thesis, more experimental, presents beam the measurements of the beam characteristics of accelerator "GENEPI" as a part of hybrid reactor program. Moreover, we show how these specifications yields to beam calibration and validation of theoretical calculations used to design GENEPI