Moniteur de faisceau en diamant pour la thérapie flash

Description du sujet de thèse

Domaine

Défis technologiques

Sujets de thèse

Moniteur de Faisceau en Diamant pour la Thérapie FLASH

Contrat

Thèse

Description de l'offre

L'optimisation de la dose délivrée à la tumeur nécessite des techniques de traitement avancées. Une approche prometteuse consiste à délivrer la dose en utilisant l'irradiation à très haut débit de dose (Ultra High Dose Rate - UHDR ou radiothérapie FLASH), avec l'optimisation temporelle comme stratégie clé. Des études récentes ont mis en évidence l'efficacité de l'irradiation FLASH utilisant des électrons, montrant des capacités de destructions tumorales similaires à celles obtenues avec une irradiation conventionnelle mais avec un impact réduit sur les tissus sains. Pour exploiter pleinement ce potentiel, une nouvelle approche consistera à utiliser des faisceaux innovants, tels que les faisceaux d'électrons de haute énergie et à hauts débits de dose instantanés et présentant des doses par impulsion plusieurs ordres de grandeur supérieurs à ceux produits par les sources d'irradiation conventionnelles. Ces faisceaux prometteurs présentent un défi majeur pour leur monitoring et mesure, principalement en raison du débit de dose élevé pour lequel les systèmes de mesure actuels ne sont pas prévus de fonctionner.
Le Laboratoire de Capteurs et Instrumentation pour la Mesure (CEA-List) collaborera avec l'Institut Curie dans le cadre du projet FRATHEA. Nous proposons de développer un nouveau moniteur faisceau à base de diamant, connecté à une électronique dédiée, afin d'obtenir des mesures précises de la dose et de la forme des faisceaux pour des faisceaux d'électrons et de protons à haute énergie et haut débit de dose. Des techniques expérimentales interdisciplinaires, incluant la croissance de diamants, la microfabrication de dispositifs, la caractérisation des dispositifs sous sources radioactives et la caractérisation finale avec des faisceaux d'électrons et protons, seront utilisées pour le prototypage et l'évaluation du moniteur à faisceau en diamant.

Tâches du doctorant :
1. Croissance de structures de diamants monocristallin (scCVD) optimisées
2. Caractérisation des propriétés électroniques des matériaux de diamant synthétisés
3. Estimation des caractéristiques de réponse à la dose d'un prototype simplifié (brique élémentaire)
4. Fabrication d'un moniteur de faisceau pixelisé
5. Participation aux temps de faisceaux à l'Institut Curie pour les tests des dispositifs avec des faisceaux pré-cliniques

Compétences requises :
1. Solide base en physique des semi-conducteurs et instrumentation
2. Connaissance des détecteurs de rayonnement et des interactions rayonnement-matière
3. Capacité à travailler efficacement en équipe et à faire preuve de rigueur technique dans les mesures

Compétences supplémentaires :
1. Connaissances en électronique, y compris le traitement du signal, les amplificateurs, les oscilloscopes, etc.
2. Familiarité avec la fabrication de dispositifs
3. Expérience antérieure de travail avec des matériaux en diamant (atout mais pas obligatoire)

Profil :
Niveau Master (M2) ou école d'ingénieur, spécialisation en mesures physiques ou instrumentation

Durée du doctorat :
3 ans

Date de début :
Dernier semestre de 2025

Contact :
Michal Pomorski : michal.pomorski@cea.fr
Guillaume Boissonnat: guillaume.boissonnat@cea.fr

Université / école doctorale

PHENIICS (PHENIICS)
Paris-Saclay

Localisation du sujet de thèse

Site

Saclay

Critères candidat

Formation recommandée
Niveau Master (M2) ou école d'ingénieur, spécialisation en mesures physiques ou instrumentation

Disponibilité du poste
01/09/2025

Personne à contacter par le candidat
POMORSKI Michal michal.pomorski@cea.fr
CEA
DRT/DIN//LCIM
DRT/DIN/LCIM
Bâtiment 516, piece 3
CEA/Saclay
01 69 08 44 17

Tuteur / Responsable de thèse
TROMSON Dominique dominique.tromson@cea.fr
CEA
DRT/DIN/SIMRI/LCIM
CEA Saclay, bât. 534, PC 72
91191 Gif-sur-Yvette Cedex
01 69 08 62 60

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FRATHEA Project #J-18808-Ljbffr