Application of a stochastic TDCR model based on Geant4 for Cherenkov primary measurements

Bobin, C.; Thiam, C.; Bouchard, Jacques; Jaubert, F.

doi:10.1016/j.apradiso.2010.05.012

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“…Due to the threshold effect, the reliability of the TDCR-Cerenkov technique is even more sensitive to the accuracy of the shape of beta spectra (Bobin et al, 2010).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Calculation of beta spectral shapes

2014

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-Classical beta spectra calculations are briefly described, highlighting the usual assumptions and limitations. To go beyond these usual assumptions, the numerical resolution of the Dirac equation for the atomic and beta electrons is necessary. This allowed us to determine the parameters λ i involved in the theoretical shape factors exactly. A systematic comparison between theoretical and experimental shape factors led us to disqualify the usual λ i = 1 assumption for all forbidden transitions. The usual ξ-approximation was proved to be incorrect for numerous first forbidden non-unique transitions, and for all higherorder non-unique transitions. A more accurate screening correction was defined and the atomic exchange effect was taken into account, an effect which is always neglected in usual calculations. The beta spectra of 63 Ni and 241 Pu, recently measured down to very low energies, are well reproduced in our calculations. The exchange effect was demonstrated to have a great influence on the spectral shape within this energy range.

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“…Due to the threshold effect, the reliability of the TDCR-Cerenkov technique is even more sensitive to the accuracy of the shape of beta spectra (Bobin et al, 2010).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Calculation of beta spectral shapes

2014

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“…Une autre approche étu-diée au LNE-LNHB repose sur l'utilisation du code de simulation rayonnement-matière Geant4 [25]. Ce modèle stochastique permet de simuler le transport des photons Cherenkov à partir de leur création dans une solution aqueuse jusqu'à la production de photoélectrons au niveau des PM ; il nécessite une description complète de la géométrie de la chambre optique et des propriétés optiques associées [26]. Les deux modèles ont été utilisés pour la mesure d'activité de la solution diluée de microsphères dissoutes.…”

Section: Mesures Rctd Par éMission Cherenkovunclassified

Réalisation d’une référence nationale pour les microsphères de 90Y utilisées en radiothérapie interne sélective

Bobin¹,

Thiam²,

Lourenço³

et al. 2017

R. franç. métrol.

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RésuméLa radiothérapie interne vectorisée consiste à injecter un agent thé-rapeutique d'activité connue afin de délivrer une dose interne élevée à la tumeur, tout en préservant les tissus sains. Le projet Euramet/EMRP MetroMRT « Metrology for Molecular Radiotherapy » avait pour but de faire collaborer des laboratoires européens de métrologie et des services de médecine nucléaire afin de leur apporter une expertise métrologique dans le domaine de la radiothérapie interne vectorisée. En particulier, un des objectifs du projet dans lequel le LNE-LNHB était impliqué était d'établir une référence nationale pour des microsphères de résine marquées avec 90 Y (SIR-Spheres). Cet agent thérapeutique produit par la société Sirtex (Sydney, Australie) pour la radiothérapie interne sélec-tive est destiné au traitement des tumeurs non opérables du foie par radioembolisation. La mesure primaire d'activité des microsphères de 90 Y a été effectuée après leur dissolution complète dans le flacon d'origine du fabricant. Deux types de mesures par la méthode RCTD ont été utilisés, l'un repose sur la scintillation liquide, l'autre sur l'émission Cherenkov. Une méthode de dissolution originale a également été mise au point au LNE-LNHB afin d'optimiser l'homogénéité de la solution radioactive destinée aux mesures. Une description de cette méthode est détaillée dans cet article. L'étalonnage des chambres d'ionisation du LNE-LNHB pour le transfert de la référence des microsphères de 90 Y vers les utilisateurs est également traité. Une étude a été réalisée pour déterminer l'influence de l'inhomogénéité de la géométrie des flacons sur l'incertitude associée au coefficient d'étalonnage dans le cas des émetteurs β − purs tels que 90 Y. La réalisation d'une référence nationale avait également pour but de réduire l'incertitude relative (10 %) donnée par la société Sirtex sur l'activité (3 GBq) des microsphères SIR-Spheres qu'elle produit. MOTS CLÉS : MÉTROLOGIE DE L'ACTIVITÉ, MICROSPHÈRES DE Y-90, DISSOLUTION DE RÉSINE ÉCHANGEUSE D'IONS, MÉTHODE RCTD, SCINTILLATION LIQUIDE, ÉMISSION CHERENKOV, CHAMBRE D'IONISATION, RADIOTHÉRAPIE INTERNE. Abstract Molecular radiotherapy consists in the injection of a therapeutic agent with known activity in order to deliver a high-dose radiation directly to the tumors while sparing healthy tissues. The Euramet/EMRP project MetroMRT "Metrology for Molecular Radiotherapy" was intended to bring together national metrology laboratories and nuclear medicine services in order to give them metrological support in the field of molecular radiotherapy. In particular, LNE-LNHB was involved in the project for the standardization of 90 Y-labelled resin microspheres (SIR-Spheres

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“…Energies lower than the Cerenkov threshold in the aqueous solution (~ 260 keV), are not detected. This paper presents an application of the new TDCRGeant4 model for the standardization of 11 C. The model was validated at first with the measurements of 90 Y (betaminus emitter with maximum energy of 2.3 MeV) using the Cerenkov radiation [4]. As Cerenkov emission is anisotropic and results from an electromagnetic process (no ionization quenching), these results provides a validation of the Geant4 model, without the need to simulate the physical chemistry processes causing liquid scintillation.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 95%

Application of TDCR-Geant4 modeling to activity standardization

Thiam

Bobin

Chauvenet

et al. 2013

16th International Congress of Metrology

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Abstract. The LNE-LNHB, in charge of the French standards for radionuclide metrology, develops primary measurement methods intended for the calibration of secondary measuring instruments, such as used in hospitals, to determine the activity of radiopharmaceuticals injected into patients. The triple-to-double coincidence ratio (TDCR) method, based on liquid scintillation counting, is widely implemented for radionuclides which are pure beta and electron capture emitters. This technique requires the mixing of the radioactive solution with a scintillator cocktail. When preparing samples, the existence of physicochemical processes such as chemi-luminescence can require to delay the measurements to achieve the necessary stability conditions, which is not always compatible for short halflife radionuclides. To avoid this constraint, a new approach using Cerenkov radiation as a method of light production is presented in this paper, applied to the standardization of the short-lived radiopharmaceutical 11 C (T 1/2 ~ 20 min).The method is based on comprehensive modeling of the TDCR counter (the experimental equipment) using a Geant4 toolkit in order to calculate the detection efficiency.

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Application of a stochastic TDCR model based on Geant4 for Cherenkov primary measurements

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Calculation of beta spectral shapes

Calculation of beta spectral shapes

Réalisation d’une référence nationale pour les microsphères de 90Y utilisées en radiothérapie interne sélective

Application of TDCR-Geant4 modeling to activity standardization

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