Die Protonentherapie zeichnet sich durch eine konformale und fokussierte Tumorbestrahlung aus, die es ermöglicht, gesundes Gewebe besser zu schonen als bei der konventionellen Strahlentherapie. Dieses Potential wird jedoch durch Unsicherheiten bei der Vorhersage der Protonenreichweite im Gewebe oder durch anatomische Veränderungen über den Verlauf der Therapie eingeschränkt. In der vorliegenden Arbeit wurde daher der klinische Nutzen eines Reichweiteverifikationssystems auf Grundlage von Prompt-Gamma-Imaging (PGI) zur Behandlungskontrolle untersucht. Dafür wurden Messungen mit einem PGI-System während Prostata- und Kopf-Hals-Tumor-Bestrahlungen durchgeführt und retrospektiv ausgewertet. Einerseits konnte dabei mittels PGI die Genauigkeit verschiedener Methoden zur Reichweitevorhersage überprüft werden. Es zeigte sich, dass die 2019 klinisch eingeführte Methode zur Reichweitevorhersage (DirectSPR) nicht von der mit PGI gemessenen Protonenreichweite in Prostata-Tumor-Bestrahlungen abweicht, wodurch die Reduktion der auf DirectSPR basierenden Reichweiteunsicherheiten unabhängig bestätigt werden konnte. Andererseits konnte die Detektionsfähigkeit von PGI bei der Erkennung relevanter und nicht relevanter anatomischer Veränderungen in applizierten Bestrahlungsfeldern nachgewiesen werden. Insbesondere wurde für die feldweise Klassifizierung der Prostata-Bestrahlungen eine Sensitivität und Spezifität von 74% bzw. 79% festgestellt. Damit konnte in dieser Dissertation erstmals systematisch das klinische Anwendungspotential eines Systems zur PGI-Reichweiteverifikation gezeigt werden. Als zusätzliche Untersuchung wurde in einer Kollaboration mit dem Massachusetts General Hospital zum ersten Mal ein Vergleich zwischen zwei verschiedenen, auf prompter Gammastrahlung basierenden Systemen zur Reichweiteverifikation durchgeführt. Dazu wurde ein standardisiertes Studienprotokoll etabliert, welches die Vergleichbarkeit und die klinische Implementierung von Reichweiteverifikationssystemen generell unterstützen könnte.:1 Einleitung 2 Strahlentherapie mit Protonen 2.1 Physikalische Grundlagen der Protonentherapie 2.2 Behandlungsablauf in der Protonentherapie 2.2.1 Bildgebung zur Therapieplanung 2.2.2 Bestrahlungsplanung 2.2.3 Strahlapplikation 2.3 Genauigkeit in der Protonentherapie 2.3.1 Ursachen für Behandlungs- und Reichweiteunsicherheiten 2.3.2 Aktueller Stand der Behandlungs- und Reichweiteverifikation 3 Methodik der Reichweiteverifikation mittels Prompt-Gamma-Bildgebung (PGI) 3.1 Funktionsprinzip der PGI-Schlitzkamera 3.2 Datenaufnahme und -verarbeitung 3.2.1 Detektoraufbau und Signalaufnahme 3.2.2 PGI-Simulation und Bestimmung der Reichweiteabweichung 3.3 Charakterisierung des PGI-Prototyps 3.3.1 Kalibrierung des Systems 3.3.2 Positionierungspräzision 3.4 Überblick zur PRIMA-Studie 3.5 Experimentelle Studien zur PGI-Simulationsgenauigkeit 3.5.1 Abhängigkeit vom PGI-Sichtfeld und der Protonenenergie 3.5.2 Validierung der erweiterten Simulationssoftware 3.5.3 Abhängigkeit von der Tumorentität 3.5.4 Schlussfolgerungen 4 Validierung der CT-basierten Reichweitevorhersage mittels PGI 4.1 Konzept der Validierung 4.2 Gesamtabschätzung der Validierungsunsicherheit 4.3 Ergebnisse der Validierung 4.4 Diskussion 5 Detektionsfähigkeit anatomischer Veränderungen mittels PGI 5.1 Prinzipieller Aufbau der Studie 5.2 Grundwahrheit auf Basis von CT- und Dosisinformationen 5.2.1 Manuelle Klassifizierung 5.2.2 Klassifizierung auf Grundlage von integrierten Tiefendosisprofilen 5.2.3 Ergebnis der Etablierung einer CT-basierten Grundwahrheit 5.3 Etablierung einer Klassifikation auf Basis von PGI-Daten 5.3.1 Verarbeitung der PGI-Daten mittels Cluster-Algorithmus 5.3.2 Definition von spot- oder clusterbasierten Klassifikationsmodellen 5.4 Ergebnisse der PGI-Detektionsfähigkeit 5.4.1 Auswertung für Patienten mit Prostata-Tumor 5.4.2 Auswertung für Patienten mit Tumoren im Kopf-Hals-Bereich 5.5 Diskussion 6 Genauigkeit zweier Reichweiteverifikationsmethoden – bizentrischer Vergleich 6.1 Material und Methoden 6.1.1 Bildgebung 6.1.2 Bestrahlungsplanung 6.1.3 Durchführung und Auswertung 6.2 Ergebnisse 6.3 Diskussion 7 Zusammenfassung 8 Summary / Proton therapy is a conformal and focused irradiation of the tumor, which allows for a better sparing of healthy tissue than with conventional radiotherapy. However, this potential is limited by uncertainties from the proton range prediction in the patient or anatomical changes over the course of the treatment. Therefore, in this work, the clinical benefit of a range verification system based on the prompt-gamma-imaging (PGI) method for treatment verification was investigated. For this purpose, measurements were carried out with a PGI system during prostate and head and neck cancer irradiations and evaluated retrospectively. On the one hand, PGI was used to review the accuracy of several range prediction methods. The results showed that a specific method for range prediction (DirectSPR), which was clinically introduced in 2019, does not deviate from the PGI-measured proton range in prostate cancer irradiations. This means that the reduction of the range uncertainties with DirectSPR could be independently confirmed. On the other hand, the detection capability of PGI in identifying relevant and non-relevant anatomical changes in delivered treatment fields was demonstrated. In particular, for the fieldwise classification of prostate irradiations a sensitivity and specificity of 74% and 79% was determined, respectively. Thus, the clinical potential of a PGI range verification system was for the first time systematically demonstrated in this thesis. Furthermore, in a collaboration with the Massachusetts General Hospital a first-time comparison of two different range verification systems based on prompt gamma radiation was conducted. Therefore, a standardized study protocol was established, which could generally foster the comparability and clinical implementation of range verification systems.:1 Einleitung 2 Strahlentherapie mit Protonen 2.1 Physikalische Grundlagen der Protonentherapie 2.2 Behandlungsablauf in der Protonentherapie 2.2.1 Bildgebung zur Therapieplanung 2.2.2 Bestrahlungsplanung 2.2.3 Strahlapplikation 2.3 Genauigkeit in der Protonentherapie 2.3.1 Ursachen für Behandlungs- und Reichweiteunsicherheiten 2.3.2 Aktueller Stand der Behandlungs- und Reichweiteverifikation 3 Methodik der Reichweiteverifikation mittels Prompt-Gamma-Bildgebung (PGI) 3.1 Funktionsprinzip der PGI-Schlitzkamera 3.2 Datenaufnahme und -verarbeitung 3.2.1 Detektoraufbau und Signalaufnahme 3.2.2 PGI-Simulation und Bestimmung der Reichweiteabweichung 3.3 Charakterisierung des PGI-Prototyps 3.3.1 Kalibrierung des Systems 3.3.2 Positionierungspräzision 3.4 Überblick zur PRIMA-Studie 3.5 Experimentelle Studien zur PGI-Simulationsgenauigkeit 3.5.1 Abhängigkeit vom PGI-Sichtfeld und der Protonenenergie 3.5.2 Validierung der erweiterten Simulationssoftware 3.5.3 Abhängigkeit von der Tumorentität 3.5.4 Schlussfolgerungen 4 Validierung der CT-basierten Reichweitevorhersage mittels PGI 4.1 Konzept der Validierung 4.2 Gesamtabschätzung der Validierungsunsicherheit 4.3 Ergebnisse der Validierung 4.4 Diskussion 5 Detektionsfähigkeit anatomischer Veränderungen mittels PGI 5.1 Prinzipieller Aufbau der Studie 5.2 Grundwahrheit auf Basis von CT- und Dosisinformationen 5.2.1 Manuelle Klassifizierung 5.2.2 Klassifizierung auf Grundlage von integrierten Tiefendosisprofilen 5.2.3 Ergebnis der Etablierung einer CT-basierten Grundwahrheit 5.3 Etablierung einer Klassifikation auf Basis von PGI-Daten 5.3.1 Verarbeitung der PGI-Daten mittels Cluster-Algorithmus 5.3.2 Definition von spot- oder clusterbasierten Klassifikationsmodellen 5.4 Ergebnisse der PGI-Detektionsfähigkeit 5.4.1 Auswertung für Patienten mit Prostata-Tumor 5.4.2 Auswertung für Patienten mit Tumoren im Kopf-Hals-Bereich 5.5 Diskussion 6 Genauigkeit zweier Reichweiteverifikationsmethoden – bizentrischer Vergleich 6.1 Material und Methoden 6.1.1 Bildgebung 6.1.2 Bestrahlungsplanung 6.1.3 Durchführung und Auswertung 6.2 Ergebnisse 6.3 Diskussion 7 Zusammenfassung 8 Summary

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Die Protonentherapie zeichnet sich durch steile Dosisgradienten und damit einen gut lokalisierbaren Energieübertrag aus. Um dieses Potential voll ausschöpfen zu können, werden weltweit Möglichkeiten erforscht, die Dosisdeposition und insbesondere die Reichweite der Protonen im Patienten zu verifizieren. Eine vielversprechende, erst im letzten Jahrzehnt entdeckte Methode ist das Prompt Gamma-Ray Timing (PGT), das auf der Abhängigkeit der detektierten Flugzeitverteilung prompter Gammastrahlung von der Transitzeit der Protonen im Patienten beruht. In dieser Arbeit wird eine Geant4-Simulation zur Vorhersage der PGT-Spektren bei Bestrahlung eines PMMA-Phantoms entwickelt und durch den Vergleich mit experimentellen Daten validiert. Sowohl die Emissionsausbeute prompter Gammastrahlung im Phantom als auch die Detektionsrate werden abhängig von der Protonenenergie analysiert. Zur Vergleichbarkeit mit den gemessenen Spektren wird eine mehrschrittige Prozessierung der Simulationsergebnisse vorgestellt. Schließlich wird die Simulation genutzt, um die Sensitivität der PGT-Methode auf Reichweitenänderungen zu demonstrieren. Dafür können in das Phantom Cavitäten unterschiedlicher Dicke und verschiedenen Materials eingefügt werden. Für geeignet gewählte Verteilungsparameter der simulierten PGT-Spektren wird deren detektierte Änderung mit der bekannten induzierten Reichweitenänderung ins Verhältnis gesetzt. Die so bestimmte Sensitivität ist mit früheren Ergebnissen für gemessene Spektren im Rahmen der Unsicherheiten in Übereinstimmung.:1 Einleitung und Motivation 1 2 Theoretische Grundlagen 5 2.1 Wechselwirkung von Protonen mit Materie 5 2.1.1 Bethe-Bloch-Gleichung 6 2.1.2 Reichweite im CSDA-Modell 9 2.1.3 Tiefendosiskurve und Bragg-Peak 10 2.2 Prompt Gamma-Ray Timing 11 2.2.1 Emission prompter Gammastrahlung 11 2.2.2 Korrelation zur Protonen-Reichweite und Dosisdeposition 11 2.2.3 Idee des Prompt Gamma-Ray Timings 14 3 Material und Methoden 17 3.1 Dresdner IBA-Protonentherapie 17 3.1.1 Beschleunigungsprinzip des Isochronzyklotrons 17 3.1.2 Zeitliche Struktur der Protonen-Pakete 18 3.2 Teilchentransportrechnungen mit Geant4 20 3.3 PLD-Format für Pencil-Beam-Scanning-Pläne 21 3.3.1 Geometrische Definition der Spots 21 3.3.2 Dosimetrische Definition der Spots 23 3.3.3 Verwendete Bestrahlungspläne 24 3.4 Messaufbau zur experimentellen Validierung 26 3.4.1 Target – PMMA-Phantom mit verschiedenen Cavitäten 27 3.4.2 Detektoren – CeBr3-Szintillatoren mit Photomultipliern 27 4 Ergebnisse und Diskussion 29 4.1 Simulierte Emission prompter Gammastrahlung 29 4.1.1 Simulierte Emissionsspektren 29 4.1.2 Simulierte Emissionsprofile 30 4.1.3 Totale Emissionsausbeute 31 4.2 Simulierte Detektion prompter Gammastrahlung 33 4.2.1 Detektionsrate und Raumwinkeleffekt 33 4.2.2 Simulierte PGT-Spektren 35 4.2.3 Simulierte Energiespektren 37 4.3 Vergleich simulierter und gemessener Spektren 39 4.3.1 Nachverarbeitung der Simulationsergebnisse 40 4.3.2 Auswahl des Energiefensters 45 4.3.3 Empirisches Modell zur Beschreibung der Zeitspektren 47 4.3.4 Diskussion systematischer Abweichungen 49 4.4 Sensitivität der Simulation gegenüber induzierten Reichweitenänderungen 51 5 Zusammenfassung und Ausblick 59 Anhang 61 A Parameter des Messaufbaus 61 B Angepasste Modellparameter aus Abbildung 4.12 62 C Sensitivität auf Reichweitenänderung bei 162 MeV 63 Literaturverzeichnis 69 / Proton therapy is characterized by steep dose gradients and thus a well-localizable energy transfer. To fully harness this potential, possibilities are being explored worldwide to verify the dose deposition and especially the range of protons in the patient. A promising method discovered only in the last decade is prompt gamma-ray timing (PGT), which relies on the dependence of the detected time-of-flight distribution of prompt gamma radiation on the transit time of protons in the patient. In this study, a Geant4 simulation is developed to predict PGT spectra during irradiation of a PMMA phantom and validated by comparison with experimental data. Both the emission yield of prompt gamma radiation in the phantom and the detection rate are analyzed depending on the proton energy. For comparability with the measured spectra, a multi-step processing of the simulated results is presented. Finally, the simulation is used to demonstrate the sensitivity of the PGT method to changes in range. For this purpose, cavities of different thicknesses and materials can be inserted into the phantom. For appropriately chosen distribution parameters of the simulated PGT spectra, their detected change is compared to the known induced change in range. The sensitivity determined in this way is consistent with previous results for measured spectra within the uncertainties.:1 Einleitung und Motivation 1 2 Theoretische Grundlagen 5 2.1 Wechselwirkung von Protonen mit Materie 5 2.1.1 Bethe-Bloch-Gleichung 6 2.1.2 Reichweite im CSDA-Modell 9 2.1.3 Tiefendosiskurve und Bragg-Peak 10 2.2 Prompt Gamma-Ray Timing 11 2.2.1 Emission prompter Gammastrahlung 11 2.2.2 Korrelation zur Protonen-Reichweite und Dosisdeposition 11 2.2.3 Idee des Prompt Gamma-Ray Timings 14 3 Material und Methoden 17 3.1 Dresdner IBA-Protonentherapie 17 3.1.1 Beschleunigungsprinzip des Isochronzyklotrons 17 3.1.2 Zeitliche Struktur der Protonen-Pakete 18 3.2 Teilchentransportrechnungen mit Geant4 20 3.3 PLD-Format für Pencil-Beam-Scanning-Pläne 21 3.3.1 Geometrische Definition der Spots 21 3.3.2 Dosimetrische Definition der Spots 23 3.3.3 Verwendete Bestrahlungspläne 24 3.4 Messaufbau zur experimentellen Validierung 26 3.4.1 Target – PMMA-Phantom mit verschiedenen Cavitäten 27 3.4.2 Detektoren – CeBr3-Szintillatoren mit Photomultipliern 27 4 Ergebnisse und Diskussion 29 4.1 Simulierte Emission prompter Gammastrahlung 29 4.1.1 Simulierte Emissionsspektren 29 4.1.2 Simulierte Emissionsprofile 30 4.1.3 Totale Emissionsausbeute 31 4.2 Simulierte Detektion prompter Gammastrahlung 33 4.2.1 Detektionsrate und Raumwinkeleffekt 33 4.2.2 Simulierte PGT-Spektren 35 4.2.3 Simulierte Energiespektren 37 4.3 Vergleich simulierter und gemessener Spektren 39 4.3.1 Nachverarbeitung der Simulationsergebnisse 40 4.3.2 Auswahl des Energiefensters 45 4.3.3 Empirisches Modell zur Beschreibung der Zeitspektren 47 4.3.4 Diskussion systematischer Abweichungen 49 4.4 Sensitivität der Simulation gegenüber induzierten Reichweitenänderungen 51 5 Zusammenfassung und Ausblick 59 Anhang 61 A Parameter des Messaufbaus 61 B Angepasste Modellparameter aus Abbildung 4.12 62 C Sensitivität auf Reichweitenänderung bei 162 MeV 63 Literaturverzeichnis 69

The main purpose of this dissertation, and the four studies it includes, is to investigate some ways in which the concept of writing ability is rendered concrete in different national writing tests. The dissertation combines two theoretical approaches. Assessment theory serves as a framework for the approach to national tests. Tests are understood as a practice aiming at providing evidence for the inferences teachers need to draw about students’ writing ability, in order to make decisions that are part of school practice, such as giving grades. I examine the tests from the perspective of an anthropological theory of text that takes dialogism as its point of departure and views texts as culturally valued utterances. The analyses focus on the relations between writing task, students’ texts and assessment criteria, and how these can be both in alignment and in conflict with the claims on score meaning made by different test constructions. In the first study, four students’ texts from the national writing test in upper secondary school are closely analyzed to show how a writing task regulates students’ scope for action in their texts as regards global inner structure and perspective on content. The second study investigates how a national writing test was carried out in two classrooms in primary school, and highlights the relations between the task, students’ texts and assessment criteria. In the third study, I argue that a pursuit of reliability in writing tests becomes misguided unless it takes as its starting point the definition of writing ability the tests are made to measure. In the fourth study I examine the writing tasks of the tests in upper secondary school from 2007–2012. The analysis brings four distinct and recurrent task types to the fore, from which a reconstruction of the target domain of writing within the school subject of Swedish is made. Overall, the dissertation contributes to critical reflection on the understandings of writing expressed by test constructions, and points at possible further development of writing tests, given the theoretical perspective on writing that the dissertation employs.

Advances in dynamic fracture modelling have become more frequent due to increases in computer speed, meaning that its application to industrial problems has become viable. From this, the author has reviewed current literature in terms of graphite material properties, structural dynamics, fracture mechanics and modelling methodologies to be able to address operational issues related to the ageing of Advanced Gas-cooled Reactor (AGR) cores. In particular, the experimentally observed Prompt Secondary Cracking (PSC) of graphite moderator bricks which has yet to be observed within operational reactors, with the objective of supporting their plant life extension. A method known as eXtended Finite Element Method with Cohesive Zones (XCZM) was developed within Code_Aster open-source FEM software. This enabled the incorporation of velocity toughening, irradiation-induced material degradation effects and multiple 3D dynamic crack initiations, propagations and arrests into a single model, which covers the major known attributes of the PSC mechanism. Whilst developing XCZM, several publications were produced. This started with first demonstrating XCZM's ability to model the PSC mechanism in 2D and consequently that methane holes have a noticeable effect on crack propagation speeds. Following on from this, XCZM was benchmarked in 2D against literature experiments and available model data which consequently highlighted that velocity toughening was an integral feature in producing energetically correct fracture speeds. Leading on from this, XCZM was taken into 3D and demonstrated that it produced experimentally observed bifurcation angle from a literature example. This meant that when a 3D graphite brick was modelled that the crack profile was equivalent to an accepted quasi-static profile. As a consequence of this validation, the XCZM approach was able to model PSC and give insight into features that could not be investigated previously including: finer-scale heterogeneous effects on a dynamic crack profile, comparison between Primary and Secondary crack profiles and also, 3D crack interaction with a methane hole, including insight into possible crack arrest. XCZM was shown to improve upon previous 2D models of experiments that showed the plausibility of PSC; this was achieved by eliminating the need for user intervention and also incorporation of irradiation damage effects through User-defined Material properties (UMAT). Finally, while applying XCZM to a full-scale 3D graphite brick including reactor effects, it was shown that PSC is likely to occur under LEFM assumptions and that the Secondary crack initiates before the Primary crack arrests axially meaning that modal analysis would not be able to fully model PSC.

Despite nuclear fission prominence in nuclear physics, there are still several fundamental open questions about this process. One uncertainty is the energy distribution of neutrons emitted immediately after fission. In particular the relative energy distribution of neutrons above 8~MeV has been difficult to measure. This experiment measured the prompt neutron energy spectrum of n+235U from 3-10~MeV. The measurement took place at Los Alamos National Laboratory (LANL) and used a double time-of-flight technique to measure both the beam and fission neutron kinetic energies. Fission event timing was measured with a parallel plate avalanche counter. The fission neutron time-of-flight was measured with 2~m long plastic scintillation detectors. By combining the time-of-flight information with a known flight path the kinetic energy spectrum of neutrons was measured. To eliminate backgrounds various time-of-flight and energy cuts were imposed and an accidental coincidence background was subtracted. An MCNP simulation, including the 2~m neutron detector geometry, was done using the Madland and Nix model as the input energy distribution for the simulated neutrons. Finally, the measured energy spectrum was compared with the MCNP simulated n+235U fission neutron energy spectrum.

Produits lors des collisions dures proton-proton initiales, les photons prompts sont un outil interessant pour etudier la ChromoDynamiqueQuantique perturbative (pQCD) en collisions proton-proton, comme celles ayant lieu aupres du Large Hadron Collider (LHC) du CERN. De plus, les photons de grande energie transverse fournissent des informations essentielles sur les fonctions de distribution partoniques (PDF) a l'interieur du proton. Pour les mesurer, il est necessaire de s'affranchir des nombreuses autres sources de photons qui existent en plus des photons prompts, particulierement du large bruit de fond provenant des photons de decroissance du pi0. EMCAL (ElectroMagnetic CALorimeter), le calorimetre de l'experience ALICE (A Large Ion Collider Experiment) au LHC couvre les rapidites centrales et permet d'ameliorer significativement les capacites d'ALICE a mesurer les photons de grande impulsion transverse. Nous presentons des etudes d'identification des photons, dans EMCAL, en explicitant les methodes developpees pour les separer des photons du pi0, a l'aide de coupures d'isolement.

Super heavy nuclei provide opportunities to study nuclear structure near three simultaneous limits: in charge Z, spin I and excitation energy E∗. These nuclei exist only because of a fission barrier, created by shell effects. It is therefore important to determine the fission barrier and its spin dependence Bf(I), which gives information on the shell energy Eshell(I). Theoretical calculations predict different fission barrier heights from Bf(I = 0) = 6.8 MeV for a macro-microscopic model to 8.7 MeV for Density Functional Theory calculations using the Gogny or Skyrme interactions. Hence, a measurement of Bf provides a test for theories.To investigate the fission barrier, an established method is to measure the rise of fission with excitation energy, characterized by the ratio of decay widths Γfission/Γtotal, using transfer reactions. However, for heavy elements such as 254No, there is no suitable target for a transfer reaction. We therefore rely on the complementary decay widths ratio Γγ/Γfission and its spin dependence, deduced from the entry distribution (I, E∗).Measurements of the gamma-ray multiplicity and total energy for 254No have been performed with beam energies of 219 and 223 MeV in the reaction 208Pb(48Ca,2n) at ATLAS (Argonne Tandem Linac Accelerator System). The 254No gamma rays were detected using the Gammasphere array as a calorimeter - as well as the usual high resolution γ-ray detector. Coincidences with evaporation residues at the Fragment Mass Analyzer focal plane separated 254No gamma rays from those from fission fragments, which are > 10^6 more intense. From this measurement, the entry distribution - i.e. the initial distribution of I and E∗ - is constructed. Each point (I,E∗) of the entry distribution is a point where gamma decay wins over fission and, therefore, gives information on the fission barrier.The measured entry distributions show an increase in the maximum spin and excitation energy from 219 to 223 MeV of beam energy. The distributions show a saturation of E∗ for high spins. The saturation is attributed to the fact that, as E∗ increases above the saddle, Γfission rapidly dominates. The resulting truncation of the entry distribution at high E∗ allows a determination of the fission barrier height.The experimental entry distributions are also compared with entry distributions calculated with decay cascade codes which take into account the full nucleus formation process, including the capture process and the subsequent survival probability as a function of E∗ and I. We used the KEWPIE2 and NRV codes to simulate the entry distribution.

Abstract The health system has been defined as all people, institutions and resources that undertake actions with the primary intent of improving health, while responsiveness of the health system refers to its objective of responding to the legitimate expectations of the population it serves. Although responsiveness is a non-health objective of the health system, it affects the health status of the population by influencing treatment compliance, patient-provider communication and health services utilization. Furthermore, responsiveness has a fundamental value as it concerns basic human rights of the individuals being served by the health system. This study was undertaken to determine how well the Pakistani federal health system was responding to the needs of 18-45 year old adults with physical disabilities living in Islamabad, and the barriers that were hindering the government from responding to this vulnerable sub-group of the population. The study employed a qualitative approach. Data were collected through focus group discussions with 18-45 year old physically disabled consumers of healthcare in the three federal government hospitals located in Islamabad. In-depth, face-to-face interviews were conducted with health care providers, managers, policy makers, and disability rights advocates who had been operating within the same system. Results of the study indicated that the federal health system falls short in responding to the needs of a large population of physically disabled adults living in the Islamabad Capital Territory. This research has identified barriers operating at multiple levels of the health system, and within the policy making, financing and federal human resource milieu. The main barriers to responsiveness of the health system included vulnerability of persons with disabilities, lack of provider training, lack of priority accorded to issues confronting the disabled at the highest policy making levels, and the lack of a referral system. The pluralistic Pakistani culture also posed a barrier to responsiveness of the health system especially in case of women. The researcher expects this study to contribute to informed policy making and spur further research on the needs of this oft-neglected sector of the Pakistani population. The results of this study will be shared at multiple forums including top policy making levels, as well as at the level of healthcare management and provision and disability rights advocacy to address the issue holistically. This study focused on the federal health system and included only the federal government hospitals located within Islamabad. Future research may focus on responsiveness of the larger provincial health departments through quantitative as well as qualitative methods. Furthermore, the effects of responsiveness on healthcare seeking behaviors in vulnerable populations may also be studied. Larger scale studies may be undertaken to ascertain the association between responsiveness, healthcare seeking patterns and health status of the vulnerable populations. Such studies will not only contribute to the knowledge in the field but also provide much needed input for evidence-based policy making in the country.

Cette thèse a essentiellement été motivée par la montée en puissance de la thématique des échauffements nucléaires en réacteurs. Elle avait pour objectif la mise en place de méthodes permettant la simulation de l'émission des gammas prompts de fission. Pour répondre à cette attente, différents algorithmes de désexcitation d'un noyau ont été implémentés. Ils ont été testés avec succès via plusieurs calculs d'application (rapport d'embranchement isomérique, largeur radiative totale, etc). Ces méthodes ont ensuite été mises en oeuvre dans le cadre du code de fission FIFRELIN. L'outil qui en résulte, permet la détermination d'un grand nombre d'observables de fission, dans le cadre d'un modèle unique. Une étude de sensibilité des résultats à différents éléments du calcul a été réalisée. Enfin, des simulations de la fission spontanée du 252Cf, et des fissions induites par neutrons thermiques sur l' 235U et le 239Pu ont été menées. Les spectres des gammas prompts pour ces trois systèmes fissionnants ont pu être déterminés. Les résultats obtenus sont en très bon accord avec les données expérimentales disponibles, dont certaines ont été publiées récemment (2012 et 2013). / This PhD thesis has essentially been motivated by the nuclear heating problematic in reactors. The main goal of this work was the production of methods capable of simulating the prompt gamma emission from fission. First of all, several algorithms for the treatment of the nucleus deexcitation were implemented. They have been succesfully tested through various calculations (isomeric branching ratio, total radiative width, etc). These methods were then incorporated in the frame of the fission code FIFRELIN. The tool which results from this work, enables the determination of numerous fission observables in the frame of a single consistent model. A sensitivity study of the results to several numerical and nuclear models has been realized. At last, calculation have been lead for the 252Cf spontaneous fission and the thermal neutron induced fission of 235U and 239Pu. The prompt gamma spectra obtained for those three fissionning systems have been determined. The results are in good agreement with available experimental data, including recent measurements published in 2012 and 2013.