Les caractéristiques des interactions entre les photons et la matière lors de la radiothérapie classique font que cette technique trouve ses limites dans le traitement de certaines lésions particulièrement mal situées où extrêmement radiorésistantes. Les premiers traitements par hadronthérapie ont été réalisés par l'équipe d'Ernesto Lawrence à Berkeley et ont démontré deux avantages des hadrons : l'efficacité biologique relative et la précision balistique. Les travaux pionniers de Berkeley ont trouvé un écho au Japon(Chiba) où un centre d'hadronthérapie a été ouvert en 1994. En Europe, plus précisément en Allemagne au GSI à Darmstadt, une équipe de recherche, coordonnée par le Professeur G. Kraft a développé une voie de faisceau pour le traitement des cancers radiorésistants démontrant les avantages des ions démontrant les avantages des ions carbone pour l'hadronthérapie. Les travaux de l'Europe dans ce domaine se sontstructurés dans le réseau ENLIGHT (European Network for LIGHt ion Therapy) autour de 5 grands projets de construction de centres d'hadronthérapie dont fait partie le projet français ETOILE.<br />Mon travail de thèse, dans le cadre du projet ETOILE, concerne la mesure et la modélisation de la survie cellulaire in-vitro. La première partie de la thèse constitue un ensemble de rappels bibliographiques et de bases théoriques nécessaires pour la compréhension du sujet. Après un rappel des interactions rayonnement-matière la structure de trace, propre aux particules lourdes chargées est décrite. Les éléments de radiobiologie menant à l'étude de la survie cellulaire in-vitro sont également rapportés.<br />La deuxième partie du manuscrit porte sur l'étude et la réalisation d'un « modèle d'effet local » basé sur les travaux de Scholz et al. L'étude du modèle met en évidence l'effet des différents paramètres d'entrée qui sont ensuite quantifiés par simulations numériques.<br />La troisième partie est consacrée à la confrontation des prédictions du modèle aux mesures expérimentales in-vitro que j'ai effectué au Grand Accélérateur National d'Ions Lourds avec différents faisceaux d'ions Carbone et Argon. Cette étude montre l'intérêt et les limites de ce type de modèle local pour la prédiction des effets radiobiologiques des ions légers en hadrontérapie.

Ces travaux s'inscrivent dans le cadre du programme R et D PARRNe (Production d'atomes radioactifs riches en neutrons ). Ce programme vise d'une façon générale à déterminer les conditions optimales pour produire d'intenses faisceaux d'isotopes riches en neutrons. Cette thèse traite des multiples aspects techniques liés à la production d'isotopes radioactifs séparés en ligne (ISOL). Elle porte principalement sur le développement de l'ensemble cible-source qui est l'élément clé pour les projets comme SPIRAL-2 ou EURISOL. La première partie présente les différentes méthodes utilisant la fission comme réaction exploitée en ligne ainsi que leur comparaison : fission thermique, fission induite par des neutrons rapides et photofission. L'expérience faite au CERN a permis de valider la photofission comme mode prometteur pour la production d'ions radioactifs, c'est pour cela que l'IPN d'Orsay a décidé de construire un accélérateur linéaire d'électrons auprès du Tandem d'Orsay (ALTO). La deuxième partie de cette thèse a porté sur le développement de cibles d'uranium. Des techniques d'analyse comme la diffraction X et la microscopie électronique à balayage ont été utilisées. Elles ont permis de déterminer les caractéristiques chimiques et structurales de cibles de carbure d'uranium portées à différentes températures de chauffage. Après la production le processus d'ionisation est étudié. Deux types de sources ont été mises en oeuvre : la première est une source à ionisation de surface et la deuxième est une source basée sur l'ionisation résonante par laser. Ces deux types de sources seront utilisées pour le projet ALTO.

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Thesis (Ph.D.)--University of Illinois at Urbana-Champaign, 2009. / Source: Dissertation Abstracts International, Volume: 70-06, Section: B, page: 3759. Adviser: Roy A. Axford. Includes bibliographical references (leaves 309-311) Available on microfilm from Pro Quest Information and Learning.

We designed and built a large gas Threshold Cherenkov Counter at the Bonner Nuclear Laboratory of Rice University to be used in Fermilab-experiment E-704. We tested and calibrated the detector with an electron beam of 30 GeV/c, at Fermi National Accelerator Laboratory. The efficiency curves for the two different gases Helium and Nitrogen are presented, together with the design, characteristics and performance of the detector. An average collection efficiency of N$\sb\circ$ = 95 cm$\sp{-1}$ was achieved.

A Paul trap has been constructed for laser spectroscopic studies of the isotope shifts (IS) and hyperfine structures (hfs) of radioactive isotopes. With a sample placed near the inner surface of the ring electrode, the target atoms are evaporated by a Nd:YAG laser pulse, and then selectively ionized inside the trap by a synchronized dye laser pulse through resonance ionization spectroscopy (RIS). A cw beam from a ring dye laser is used to probe the ions, and laser-induced fluorescence (LIF) is monitored for spectroscopic measurements. The stored ions can also be analyzed by the ion-ejection time-of-flight spectrum. With an ultra-high vacuum base pressure, Hf ion storage times of one hour can be readily achieved by introducing H$ sb2$ as a buffer gas. It is demonstrated that with a very dilute sample, Hf ions can be accumulated in the trap through successive heating and RIS pulses. Through LIF measurements, both the ion cooling time and the dependence of the mean ion kinetic energy on the RF phase and trap operating conditions have been studied. A phase-locked counting technique has been applied to improve the spectroscopic resolution. The hfs of $ sp{177}$Hf and $ sp{179}$Hf with the transition a $ rm sp2D sb{3/2}$--$z sp4{ rm F} sbsp{5/2}{ circ} ( lambda$ = 340 nm) in HfII has been studied with a resolution of about 1 GHz, and their hfs A and B constants have been deduced. The IS of the radioactive $ sp{172}$Hf has been carried out with a sample containing $7 times10 sp{11} sp{172}$Hf atoms. Based on the observation of the laser-induced formation of HfH, a new spectroscopic method capable of selectively suppressing the ion population of a particular contaminant isotope has been developed to enhance the $ sp{172}$Hf signal-to-noise ratio. Deduced changes of mean-square nuclear charge radii in Hf, together with the existing data in the literature, are discussed and compared with theoretical variations obtained from Finite-Range Droplet Model calculations.

The LHCb experiment at CERN is nearing completion and is expected to begin operation in 2008. It will make precision measurements of Charge-Parity in the B meson system. Two Ring Imaging Cherenkov detectors provide excellent charged particle recognition, particularly in their separation of kaons and pions. This thesis outlines the production and testing of Hybrid Photon Detectors, used to measure Cherenkov light in the Ring Imaging Cherenkov detectors. We also report an analysis of the rare decay Bos -> ØØ.

The angular anisotropy, $ omega$, of individual fission products produced from the $ sp{238} rm U( sp{12}$C, f) 119.9 MeV incident heavy-ion induced fission reaction, was modelled in terms of the angular momentum, l, conferred upon the intermediate nucleus. Evidence of incomplete momentum transfer led to a model treating fission products as being the result of two fission inducing processes: complete fusion resulting in compound nucleus formation, and an $ alpha$-transfer incomplete fusion process. The average angular anisotropies for each of the two processes were calculated to be, $ omega sb{ rm CF}$ = 2.57, and $ omega sb alpha$ = 1.71, respectively, which fit well to the experimental data. A new method was developed to estimate the total kinetic energy release of heavy-ion fission events leading to individual fission products from the above reaction. The average total $ langle$E$ sb{ rm k}{ rangle} approx 195$ MeV calculated using the new method is consistent with other experimental data, and with theories regarding heavy-ion induced fission.

Thesis--University of California, Berkeley, 1961. / "UC-34 Physics" -t.p. "TID-4500 (16th Ed.)" -t.p. Includes bibliographical references (p. 158-159).

Abstract not available.