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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-21-0221

DOMAINE DE RECHERCHE
Physique nucléaire / Physique corpusculaire et cosmos
INTITULÉ DU SUJET Français English

DETECTEURS POUR L’IMAGERIE TEP TEMPS DE VOL ET DE HAUTE RESOLUTION SPATIALE

RÉSUMÉ DU SUJET

DESCRIPTION

La tomographie par émission de positrons (TEP) est une technique d’imagerie nucléaire largement utilisée en oncologie et en recherche neurobiologique. La désintégration du traceur radioactif émet des positrons, qui s’annihilent dans les tissus voisins. Deux photons de 511 keV sont produits par annihilation du positron et permettent de reconstruire le point d’annihilation et la distribution de l’activité du traceur dans le corps du patient.

La détermination précise de la position d’annihilation du positron est importante pour une reconstruction précise d’une image de bon contraste. C’est notamment utile pour les études de neuroimagerie du cerveau et pour les études précliniques avec des modèles animaux (rongeurs), mais aussi l’imagerie TEP, basse dose, corps entier. Dans cette thèse, nous proposons de contribuer à un détecteur ambitieux basé sur des cristaux Cherenkov/Scintillant. Nous avons sélectionné des technologies particulièrement efficaces pour l’imagerie TEP. Les principes du détecteur sont brevetés. Ils permettront de produire des imageurs TEP de performances très améliorées. L’appareil utilise des technologies avancées de détection de particules : un cristal scintillateur dense, des photomultiplicateurs à galette microcanaux, des amplificateurs gigahertz et des modules d’acquisition rapide (WaveCatcher, SAMPIC). Le traitement des données comprendra des simulations de la Monté-Carlo et des analyses basées sur les bibliothèques logicielles GATE/Geant4 et Root C++.

SUPERVISION

Le candidat retenu travaillera au sein du Département de physique des particules de l’IRFU en étroite collaboration avec le Département des détecteurs, d’électroniques et d’informatique pour la physique. Le groupe CaLIPSO comprend deux physiciens et deux étudiants et bientôt deux post-docs. Nous collaborons étroitement avec le CNRS-IJC-labs sur l’électronique de lecture rapide, avec le CPPM de Marseille et le CEA-SHFJ, sur les dispositifs d’imagerie médicale, le CEA-DES sur les algorithmes de reconstruction d’images, et avec l’Université de Munster (Allemagne).

LE TRAVAIL PROPOSE

Vous étalonnerez et optimiserez les prototypes de détecteurs et analyserez les données mesurées, dans le but d’optimiser la résolution temporelle et spatiale du détecteur. Cela impliquera de nombreuses compétences en instrumentation: photo-détection, électronique rapide (analogique et numérique) à une précision de quelques picosecondes, simulations de détecteurs au moyen des logiciels GEANT4 et GATE.

EXIGENCES

Des connaissances en physique générale, physique de l’interaction particules-matière, de la radioactivité et des principes des détecteurs de particules, ainsi que une vocation pour le travail instrumental, et pour l’analyse de données sont obligatoires. Etre à l’aise en programmation, avoir une formation en simulation Gate/Geant4 et en C++ seront un atout.

COMPETENCES ACQUISES

Vous acquerrez des compétences en instrumentation de détecteurs de particules, en simulation de détecteurs de rayonnements, en photo-détection, sur la mise en œuvre, et l’exploitation d’électronique de numérisation rapide et en analyse de données.

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

Master 2 en Physique corpusculaire, Radiophysique, ou Instrumentation avancée

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers
Service de Physique des Particules
Groupe Santé et Energie (GSE)
Centre : Saclay
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/10/2021
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Dominique YVON  

CEA
DRF/IRFU/DPHP
CEA Saclay
IRFU/DPhP, Bat 141, PC21
Bat 141, p52
91191 Gif sur Yvette Cedex

Téléphone : +33 1 69 08 36 25

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris-Saclay
Physique et Ingénierie: électrons, photons et sciences du vivant (EOBE)
DIRECTEUR DE THÈSE

Viatcheslav SHARYY

CEA
DRF/IRFU/DPHP
CEA Saclay
DSM, IRFU, DPhP
Bat. 141
91191 Gif-sur-Yvette