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1. Evaluation of CNRM Earth‐System model, CNRM‐ESM 2‐1: role of Earth system processes in present‐day and future climate

Author: Sophie Valcke, Marie-Pierre Moine, Christine Delire, Jeanne Colin, Julie Deshayes, Marc Mallet, Laurent Franchistéguy, David Saint-Martin, Gurvan Madec, Matthieu Chevallier, Olivier Geoffroy, Emilie Joetzjer, Robin Waldman, Pierre Nabat, Matthias Rocher, Christian Ethé, Aurore Voldoire, Aurélien Ribes, Roland Séférian, Stephane Sénési, Martine Michou, Laurent Terray, Jessica Vial, Olivier Aumont, Romain Roehrig, David Salas-y-Mélia, Emilia Sanchez, Rym Msadek, Sarah Berthet, Jean-François Guérémy, Laurent Bopp, Bertrand Decharme, Groupe de Météorologie de Grande Échelle et Climat (GMGEC), Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - 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Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, Forcing (mathematics), Present day, [SDU.STU.ME]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Meteorology, 010502 geochemistry & geophysics, Atmospheric sciences, 01 natural sciences, Carbon cycle, lcsh:Oceanography, Environmental Chemistry, Earth system modeling, lcsh:GC1-1581, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, lcsh:Physical geography, climate modeling, CMIP6, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, Global and Planetary Change, Coupled model intercomparison project, Vegetation, biogeochemical cycles, 15. Life on land, Earth system science, 13. Climate action, [SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology, Atmospheric chemistry, General Earth and Planetary Sciences, Environmental science, Climate model, future projections, lcsh:GB3-5030, aerosols
Abstract: International audience This study introduces CNRM‐ESM2‐1, the Earth system (ES) model of second generation developed by CNRM‐CERFACS for the sixth phase of the Coupled Model Intercomparison Project (CMIP6). CNRM‐ESM2‐1 offers a higher model complexity than the Atmosphere‐Ocean General Circulation Model CNRM‐CM6‐1 by adding interactive ES components such as carbon cycle, aerosols, and atmospheric chemistry. As both models share the same code, physical parameterizations, and grid resolution, they offer a fully traceable framework to investigate how far the represented ES processes impact the model performance over present‐day, response to external forcing and future climate projections. Using a large variety of CMIP6 experiments, we show that represented ES processes impact more prominently the model response to external forcing than the model performance over present‐day. Both models display comparable performance at replicating modern observations although the mean climate of CNRM‐ESM2‐1 is slightly warmer than that of CNRM‐CM6‐1. This difference arises from land cover‐aerosol interactions where the use of different soil vegetation distributions between both models impacts the rate of dust emissions. This interaction results in a smaller aerosol burden in CNRM‐ESM2‐1 than in CNRM‐CM6‐1, leading to a different surface radiative budget and climate. Greater differences are found when comparing the model response to external forcing and future climate projections. Represented ES processes damp future warming by up to 10% in CNRM‐ESM2‐1 with respect to CNRM‐CM6‐1. The representation of land vegetation and the CO2‐water‐stomatal feedback between both models explain about 60% of this difference. The remainder is driven by other ES feedbacks such as the natural aerosol feedback.
Published: 2019
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2. Particle-beam-dependent optimization for Monte Carlo simulation in hadrontherapy using tetrahedral geometries

Author: Michael Beuve, Behzad Shariat, Yazid Touileb, Hamid Ladjal, Simulation, Analyse et Animation pour la Réalité Augmentée (SAARA), Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information (LIRIS), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2), CAS-PHABIO, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), and Labex PRIMES
Subjects: Materials science, Monte Carlo method, Imaging phantom, 030218 nuclear medicine & medical imaging, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Radiation Protection, Path length, Neoplasms, [INFO.INFO-IM]Computer Science [cs]/Medical Imaging, Proton Therapy, Humans, Radiology, Nuclear Medicine and imaging, Computer Simulation, Particle beam, Radiometry, Radiological and Ultrasound Technology, Phantoms, Imaging, Radiotherapy Planning, Computer-Assisted, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation, Computational physics, 030220 oncology & carcinogenesis, Tetrahedron, Reduction (mathematics), Tomography, X-Ray Computed, Monte Carlo Method, Level of detail, Beam (structure), Algorithms
Abstract: International audience; The use of tetrahedral-based phantoms in conjunction with Monte Carlo dose calculation techniques has shown high capabilities in radiation therapy. However, the generation of a precise dose distribution can be very time-consuming since a fine tetrahedral mesh is required. In this work, we propose a new method that defines the density distribution of patient-specific tetrahedral phantoms, based upon the CT-scans and the direction of the particle beam. The final purpose is to coarsen the tetrahedral mesh to improve computational performance in Monte Carlo simulations while guaranteeing a precise dose distribution in the target volume. Contrarily to the state of the art methods that calculate the density value of a tetrahedron, locally based only on the CT-scans, our approach takes also into account the direction of the beam to minimize the error of the water equivalent thickness of the tetrahedrons before the tumor volume. In this study, the experiments carried out on a multi-layer computational phantom, and a thorax geometry, show that by applying our method on a coarse mesh, we offer a better dose distribution inside the tumor compared to other density mapping methods, in the same level of detail. This is due to the reduction of the water equivalent path length error from 9.65 $mm$ to 0.62 $mm$ in the case the multi-layer phantom, and from 2.42 $mm$ to 0.48 $mm$ for the thorax geometry. Moreover, a similar dose coverage is obtained with refined tetrahedral meshes. As a consequence of the reduction of the number of tetrahedrons, computational time is found to be 25\% shorter than both the refined tetrahedral mesh and the voxel-based structure in most cases. Using a coarse tetrahedral mesh to have accurate dose distributions on a given target is feasible as long as the water equivalent path length in the direction of the beam is respected.
Published: 2018
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3. Front-end multi-channel PMT-associated readout chip for hodoscope application

Author: H. Mathez, Y. Zoccarato, Shi-ming Deng, Denis Dauvergne, Guo-Neng Lu, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), MICRHAU, Pôle de Microélectronique Rhône Auvergne, INL - Conception de Systèmes Hétérogènes (INL - CSH), Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École supérieure de Chimie Physique Electronique de Lyon (CPE)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), électronique, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), CAS-PHABIO, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École supérieure de Chimie Physique Electronique de Lyon (CPE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), and Université de Lyon-École supérieure de Chimie Physique Electronique de Lyon (CPE)
Subjects: Nuclear and High Energy Physics, Comparator, Circuit design, 02 engineering and technology, Hardware_PERFORMANCEANDRELIABILITY, 01 natural sciences, law.invention, [SPI]Engineering Sciences [physics], law, Super-common-base (SCB), 0103 physical sciences, Current conveyor, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Electronic engineering, Hardware_INTEGRATEDCIRCUITS, Charge-sensitive amplifier (CSA), [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, Instrumentation, Physics, photomultiplier, 010308 nuclear & particles physics, Amplifier, ASIC, 020208 electrical & electronic engineering, Transistor, Bipolar junction transistor, Prompt gamma imaging system, Input impedance, Chip, charge sensitive amplifier
Abstract: International audience; The system development requires a dedicated multi-channel readout ASIC (Application Specific Integrated Circuit) to be associated with the MaPMTs. Each channel should have very low input impedance to avoid electrical crosstalk between adjacent channels and to minimize effects of detector and wiring capacitances (Cd + Cw). Crosstalk between channels may degrade position resolution, while these capacitances may degrade both frequency and noise performances. Each channel should also provide two separated outputs corresponding respectively to high-speed signal-event detection and low-noise signal-charge quantification at low counting rate. This paper presents a readout chip for this purpose. It has been designed in a 0.35µm SiGe BiCMOS process (AMS). This process allows the use of RF and large-transconductance bipolar components, which is useful for the design of wide-band, low-impedance and low-noise circuits with improved performances.
Published: 2012
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4. Real-time monitoring of the Bragg-peak position in ion therapy by means of single photon detection

Author: M. Chevallier, D. Schardt, P. Henriquet, Denis Dauvergne, R. Plescak, Jean Michel Létang, Cédric Ray, S. Karkar, Nicolas Freud, M. Bajard, M. Testa, Etienne Testa, F. Le Foulher, M.-H. Richard, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Ingénierie des Matériaux Polymères - Laboratoire des Matériaux Polymères et des Biomatériaux (IMP-LMPB), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut de Chimie du CNRS (INC), Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), and Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Time Factors, Photon, Cyclotron, Biophysics, Heavy Ion Radiotherapy, Bragg peak, [PHYS.NEXP]Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex], Collimated light, 030218 nuclear medicine & medical imaging, Ion, law.invention, Fast Neutrons, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Optics, Prompt neutron, Fragmentation (mass spectrometry), law, [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], Radiometry, General Environmental Science, Physics, Photons, Radiation, business.industry, Spectrum Analysis, Synchrotron, 030220 oncology & carcinogenesis, [PHYS.PHYS.PHYS-MED-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Medical Physics [physics.med-ph], Physics::Accelerator Physics, To be published in Radiation and Environmental Biophysics, Atomic physics, business
Abstract: For real-time monitoring of the longitudinal position of the Bragg-peak during an ion therapy treatment, a novel non-invasive technique has been recently proposed that exploits the detection of prompt gamma-rays issued from nuclear fragmentation. Two series of experiments have been performed at the GANIL and GSI facilities with 95 and 305 MeV/u (12)C(6+) ion beams stopped in PMMA and water phantoms. In both experiments, a clear correlation was obtained between the carbon ion range and the prompt photon profile. Additionally, an extensive study has been performed to investigate whether a prompt neutron component may be correlated with the carbon ion range. No such correlation was found. The present paper demonstrates that a collimated set-up can be used to detect single photons by means of time-of-flight measurements, at those high energies typical for ion therapy. Moreover, the applicability of the technique both at cyclotron and at synchrotron facilities is shown. It is concluded that the detected photon count rates provide sufficiently high statistics to allow real-time control of the longitudinal position of the Bragg-peak under clinical conditions.
Published: 2010
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5. Ion slowing down and charge exchange at small impact parameters selected by channeling: Superdensity effects

Author: P. H. Mokler, Th. Stöhlker, A. Billebaud, A. Gumberidze, A. L'Hoir, S. Toleikis, Marcel Toulemonde, Dieter Liesen, C. Kozhuharov, H. Bräuning, Lamri Adoui, Cédric Ray, F. Bosch, C. Cohen, W. Mittig, M. Tarisien, J.C. Poizat, F. Barrue, Michel Chevallier, Denis Dauvergne, S. Pita, J.P. Rozet, Amine Cassimi, Dominique Vernhet, Etienne Testa, P. Roussel-Chomaz, L. Giot, R. Kirsch, A. Bräuning-Demian, C. E. Demonchy, Hermann Rothard, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Grand Accélérateur National d'Ions Lourds (GANIL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Reinhard Neumann, Pavel Apel, Marcel Toulemonde and Christina Trautmann, Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Nuclear and High Energy Physics, Silicon, energy loss, chemistry.chemical_element, Electron, 01 natural sciences, Spectral line, 010305 fluids & plasmas, Ion, Ionization, 0103 physical sciences, EII, impact parameter, heavy ions, Nuclear Experiment, 010306 general physics, Instrumentation, NII, REC, [PHYS.PHYS.PHYS-ATOM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atomic Physics [physics.atom-ph], Projectile, MEC, Charge (physics), 61.85. +p, 34.70. +e, charge exchange, channeling, chemistry, Atomic physics, Impact parameter
Abstract: CAS; International audience; In two experiments performed with 20-30 MeV/u highly charged heavy ions (Pb56+, U91+) channeled through thin silicon crystals, we observed the original features of superdensity, associated to the glancing collisions with atomic rows undergone by part of the incident projectiles. In particular the very high collision rate yields a quite specific charge exchange regime, that leads to a higher ionization probability than in random conditions. X-ray measurements show that electrons captured in outershells are prevented from being stabilized, which enhances the lifetime of the projectile innershell vacancies. The charge state distributions and the energy loss spectra are compared to Monte-Carlo simulations. These simulations confirm, extend and illustrate the qualitative analysis of the experimental results.
Published: 2006
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6. Electron gas polarization effect induced by heavy H-like ions of moderate velocities channeled in a silicon crystal

Author: R. Kirsch, Michel Chevallier, Denis Dauvergne, C. Kozhuharov, A. Gumberidze, P. Verma, Th. Stöhlker, S. Hagmann, F. Bosch, Marcel Toulemonde, H. Bräuning, Etienne Testa, C. Cohen, A. L'Hoir, J.P. Rozet, Dieter Liesen, P. H. Mokler, A. Bräuning-Demian, S. Toleikis, J.C. Poizat, Cédric Ray, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Helmholtz zentrum für Schwerionenforschung GmbH (GSI), Institut für Kernphysik, Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Institut des Nanosciences de Paris (INSP), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre Interdisciplinaire de Recherche Ions Lasers (CIRIL), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Reinhard Neumann, Pavel Apel, Marcel Toulemonde and Christina Trautmann, Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Justus-Liebig-Universität Gießen = Justus Liebig University (JLU), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), and Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Nuclear and High Energy Physics, Electron density, Silicon, Atomic Physics (physics.atom-ph), Electron capture, FOS: Physical sciences, chemistry.chemical_element, Perturbation (astronomy), 01 natural sciences, Physics - Atomic Physics, 010305 fluids & plasmas, Ion, Monocrystalline silicon, Radiative electron capture (REC), Highly charged ions, 0103 physical sciences, Radiative transfer, 010306 general physics, Instrumentation, Channeling, Physics, [PHYS.PHYS.PHYS-ATOM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atomic Physics [physics.atom-ph], Wake effect, PACS: 61.85.+p, 34.70.+e, chemistry, Atomic physics, Fermi gas
Abstract: International audience; We report on the observation of a strong perturbation of the electron gas induced by 20 MeV/u U91+ ions and 13 MeV/u Pb81+ ions channeled in silicon crystals. This collective response (wake effect) induces a shift of the continuum energy level by more than 100 eV, which is observed by means of radiative electron capture into the K- and L-shells of the projectiles. We also observe an increase of the REC probability by 20–50% relative to the probability in a non-perturbed electron gas. The energy shift is in agreement with calculations using the linear response theory, whereas the local electron density enhancement is much smaller than predicted by the same model. This shows that, for the small values of the adiabaticity parameter achieved in our experiments, the density fluctuations are not strongly localized in the vicinity of the heavy ions.
Published: 2006
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7. Generation of circularly polarized photons for a linear collider polarized positron source

Author: R. Chehab, X. Artru, V. M. Strakhovenko, M. Chevallier, Théorie, Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon (IP2I Lyon), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire (LAL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), CAS-PHABIO, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)
Subjects: Accelerator Physics (physics.acc-ph), Nuclear and High Energy Physics, Photon, FOS: Physical sciences, Electron, Radiation, Elliptical polarization, 01 natural sciences, law.invention, High Energy Physics - Phenomenology (hep-ph), Optics, Positron, law, 0103 physical sciences, 010306 general physics, Collider, Instrumentation, Physics, 010308 nuclear & particles physics, business.industry, Undulator, Polarization (waves), 3. Good health, High Energy Physics - Phenomenology, [PHYS.HPHE]Physics [physics]/High Energy Physics - Phenomenology [hep-ph], Physics::Accelerator Physics, Physics - Accelerator Physics, business
Abstract: Various methods of obtaining longitudinally polarized positrons for future linear colliders are reviewed. Special attention is paid to the schemes using circularly polarized high-energy photons for positron production. Most effectively such photons are obtained from electrons passing through a helical undulator or colliding with a circularly polarized laser wave. Spectrum and polarization of radiation emitted during helical motion of electrons are considered in detail. A new simple presentation of known formulas is used to account for the influence of the wave intensity, of the electron-beam angular divergence, of the collimation of radiation, and of the lateral and temporal profiles of the laser bunch on the radiation properties., 16 pages, 6 figures
Published: 2005
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8. Impact parameter dependent electron capture by decelerated U 91+ ions at 20 MeV/u using crystal channeling conditions

Author: P. H. Mokler, Cédric Ray, M. Tarisien, Th. Stöhlker, A. L'Hoir, R. Kirsch, Etienne Testa, Marius Chevallier, Christophor Kozhuharov, Denis Dauvergne, F. Bosch, A. Gumberidze, A. Bräuning-Demian, S. Toleikis, Marcel Toulemonde, J.-C. Poizat, H. Bräuning, C. Cohen, Dieter Liesen, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Flores, Sylvie
Subjects: Nuclear and High Energy Physics, [PHYS.PHYS.PHYS-ATOM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atomic Physics [physics.atom-ph], Silicon, Chemistry, Electron capture, chemistry.chemical_element, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Secondary electrons, 010305 fluids & plasmas, Ion, Core electron, Ionization, Excited state, 0103 physical sciences, [PHYS.PHYS.PHYS-ATOM-PH] Physics [physics]/Physics [physics]/Atomic Physics [physics.atom-ph], Impact parameter, Atomic physics, 010306 general physics, Instrumentation
Abstract: We present results of an experiment using decelerated U91+ ions, extracted from the GSI-ESR storage ring, and transmitted through a thin silicon crystal in channeling conditions. Charge state at emergence, secondary electron multiplicity and X-rays are measured simultaneously. These conditions allow to study the competition between mechanical electron capture (MEC) and radiative electron capture (REC) as a function of impact parameter. We observe that REC is the dominant charge exchange process for the best channeled ions, i.e. those travelling always far from the silicon target core electrons. For ions with high transverse energy, MEC into highly excited states is counterbalanced by enhanced ionization arising from a succession of close collisions along atomic rows.
Published: 2003
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9. Experiment with a crystal-assisted positron source using 6 and 10 GeV electrons

Author: V. Golubev, P. Keppler, A. Jejcic, L. Gatignon, A. Bozhenok, J.-C. Poizat, G. L. Bochek, R. Kirsch, V. Strakhovenko, S. Burdin, V. Druzhinin, Denis Dauvergne, X. Artru, A. Drozdetsky, M. Dubrovin, A. Bogdanov, M. Chevallier, I. E. Vnukov, P. Lautesse, J. Major, R. Chehab, V. Baier, J. Remillieux, S. Serednyakov, N. I. Maslov, V. V. Shary, T. Dimova, R. Cizeron, A. Potylitsin, V. Kulibaba, K. Beloborodov, C. Sylvia, A. Bukin, Théorie, Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon (IP2I Lyon), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire (LAL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), CAS-PHABIO, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)
Subjects: Physics, Nuclear and High Energy Physics, Photon, [PHYS.NUCL]Physics [physics]/Nuclear Theory [nucl-th], 010308 nuclear & particles physics, Electron, 01 natural sciences, Spectral line, Amorphous solid, Magnetic field, Crystal, Positron, 0103 physical sciences, Cathode ray, Atomic physics, 010306 general physics, Instrumentation
Abstract: Axially oriented crystals, penetrated by high-energy electrons, are powerful photon sources and, hence, intense positron sources. Such kinds of positron sources have been studied experimentally at CERN, with the tertiary electron beam of the SPS having an energy of 6 and 10 GeV. Four and eight millimeters thick tungsten crystals and a compound target made of a 4 mm crystal followed by a 4 mm amorphous disk were used with an orientation along the 〈1 1 1〉 axis. The positrons were detected by a drift chamber, partially immersed in a magnetic field. The reconstructed trajectories allowed the determination of their energy and angular spectra. Significant enhancements were observed for the crystal source when compared to the amorphous one. The gain was about 3 for the 4 mm target and about 2 for the 8 mm and the compound targets. These preliminary results are described after short presentations of the experimental set-up and of the method of track reconstruction.
Published: 2003
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10. Expériences de canalisation d'ions lourds à haute énergie

Author: Dauvergne, D., CAS-PHABIO, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), and Flores, Sylvie
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-ATOM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atomic Physics [physics.atom-ph], [PHYS.PHYS.PHYS-ATOM-PH] Physics [physics]/Physics [physics]/Atomic Physics [physics.atom-ph]
Published: 2014

11. Fission Time Evolution with Excitation Energy from a Crystal Blocking Experiment

Author: C. Cohen, J. C. Poizat, D. Jacquet, D. Schmaus, Y. Périer, F. Goldenbaum, E. Lienard, Denis Dauvergne, M. Morjean, J. Dural, M. Chevallier, R. Kirsch, A. L'Hoir, Marcel Toulemonde, J. Galin, B. Lott, Geoffroy Prévot, J. Remillieux, Grand Accélérateur National d'Ions Lourds (GANIL), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de physique corpusculaire de Caen (LPCC), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CAS-PHABIO, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Physique Nucléaire d'Orsay (IPNO), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)
Subjects: Physics, 010308 nuclear & particles physics, Fission, Blocking (radio), Nuclear Theory, Time evolution, General Physics and Astronomy, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Crystal, 0103 physical sciences, [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], Atomic physics, Nuclear Experiment, 010306 general physics, Single crystal, Energy (signal processing), Order of magnitude, Excitation
Abstract: Fission times of uraniumlike nuclei with excitation energies up to about 250 MeV have been inferred from blocking effects in a single crystal. They are found longer by at least 1 order of magnitude than the ones obtained by other techniques, a hint for very broad fission time distributions.
Published: 1999
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12. Développement de la plateforme Radiograaff d'irradiation protons pour des études en radiobiologie

Author: Constanzo, Julie, CAS-PHABIO, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Université Claude Bernard - Lyon I, and Michael Beuve(michael.beuve@univ-lyon1.fr)
Subjects: instrumentation, dommages à l'ADN, dosimetry, radiobiology, radiobiologie, DNA dammages, dosimétrie, [PHYS.PHYS.PHYS-MED-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Medical Physics [physics.med-ph], medium-energy protons, [PHYS.NEXP]Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex], protons de moyenne énergie
Abstract: The work done in this thesis has been made in the development of a proton irradiation platform dedicated for radiobiological studies from the 4 MV Van de Graaff accelerator of the Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL). These developments have been made through a close interdisciplinary collaboration between physicists and engineers from IPNL and biologists from the Laboratoire de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire (LRCM, CHU Lyon Sud). To present the development of Radiograaff platform, this manuscript will split into three chapters. The first chapter introduces the basics of hadrontherapy and the scientific context of the project. In the first part of this chapter, we present the interactions between ion and matter in order to better understand the theoretical concepts associated with the hadrons. Then, we present the scientific interests and objectives of the Radiograaff project. The second chapter concerns the instrumental developments of the beam line. After discussing the delivery mode and beam extraction in air and simulation methods that we used to design the theoretical line radiation, we present the dosimetric monitoring system. The chapter 2 is concluded by the results of the evaluation and qualification of the platform. Finally, in the third chapter, after a brief presentation of some aspects of biology and radiobiology, we present the first results on the relative biological effectiveness of protons delivered by the Radiograaff platform. We discuss the protocols, experimental conditions and methods for analysing results; Les travaux effectués au cours de cette thèse ont été réalisés dans le cadre du développement d'une plateforme d'irradiation protons dédiée aux études en radiobiologie (Radiograaff) à partir de l'accélérateur Van de Graaff 4 MV de l'Institut de Physique Nucléaire de Lyon. Ceci, grâce à une collaboration étroite et interdisciplinaire entre les physiciens et ingénieurs de l'Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL) et des biologistes du Laboratoire de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire (LRCM) du CHU de Lyon Sud. Afin de présenter le développement de la plateforme Radiograaff, ce manuscrit se découpera en trois chapitres. Le premier chapitre présente les fondements de l'hadronthérapie et le contexte scientifique du projet. Nous traiterons, dans une première partie, de l'interaction ions-matière vivante afin de mieux cerner les concepts théoriques associés à l'hadronthérapie. Et nous présenterons, dans un second temps, les intérêts scientifiques et les objectifs du projet Radiograaff. Le deuxième chapitre concernera les développements instrumentaux de la ligne d'irradiation. Après avoir discuté du mode de délivrance et d'extraction du faisceau ainsi que des méthodes de simulation que nous avons employées pour le dimensionnement théorique la ligne d'irradiation, nous présenterons le système de contrôle de la dosimétrie. Le chapitre 2 sera conclu par les résultats de l'évaluation et de la qualification de la plateforme. Enfin, dans le troisième chapitre, après une brève présentation de quelques aspects de biologie et de radiobiologie, nous présenterons les premiers résultats obtenus concernant l'efficacité biologique relative des protons délivrés par la plateforme Radiograaff. Nous discuterons des protocoles, des conditions expérimentales ainsi que des méthodes d'analyse des résultats
Published: 2013

13. Resonant coherent excitation of the lithiumlike uranium ion: A scheme for heavy-ion spectroscopy

Author: Yasunori Yamazaki, Yoshio Kanai, Y Nakano, Tokihiro Ikeda, Toshiyuki Azuma, Denis Dauvergne, S Suda, Y Takano, A. Bräuning-Demian, Th. Stöhlker, H. Bräuning, CAS-PHABIO, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)
Subjects: Physics, chemistry.chemical_element, Uranium, 01 natural sciences, Atomic and Molecular Physics, and Optics, 010305 fluids & plasmas, Ion, chemistry, 0103 physical sciences, Heavy ion, [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], Atomic physics, 010306 general physics, Spectroscopy, Excitation
Published: 2013
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14. Distributions of secondary particles in proton and carbon-ion therapy: a comparison between GATE/Geant4 and FLUKA Monte Carlo codes

Author: Pierre Gueth, George Dedes, Katia Parodi, M. P. W. Chin, L. Lestand, David Sarrut, Irène Buvat, Andrea Mairani, C. Robert, F. Cerutti, Gerard Montarou, R Nicolini, Christopher Kurz, A. Ferrari, Etienne Testa, Yolanda Prezado, T. T. Bohlen, Paola Sala, G. Battistoni, Pablo G. Ortega, Imagerie et Modélisation en Neurobiologie et Cancérologie (IMNC (UMR_8165)), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Centre Léon Bérard [Lyon], Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé (CREATIS), Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Imagerie Tomographique et Radiothérapie, Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Laboratoire de Physique Corpusculaire - Clermont-Ferrand (LPC), Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Subjects: Time Factors, Photon, Ion beam, Proton, Monte Carlo method, Nuclear Theory, Physics::Medical Physics, Heavy Ion Radiotherapy, 030218 nuclear medicine & medical imaging, Nuclear physics, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Proton Therapy, Radiology, Nuclear Medicine and imaging, Neutron, Nuclear Experiment, Proton therapy, Neutrons, Physics, Annihilation, Radiological and Ultrasound Technology, business.industry, Radiotherapy Planning, Computer-Assisted, Radiotherapy Dosage, 030220 oncology & carcinogenesis, [PHYS.PHYS.PHYS-MED-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Medical Physics [physics.med-ph], Physics::Accelerator Physics, Nuclear medicine, business, Monte Carlo Method
Abstract: Monte Carlo simulations play a crucial role for in-vivo treatment monitoring based on PET and prompt gamma imaging in proton and carbon-ion therapies. The accuracy of the nuclear fragmentation models implemented in these codes might affect the quality of the treatment verification. In this paper, we investigate the nuclear models implemented in GATE/Geant4 and FLUKA by comparing the angular and energy distributions of secondary particles exiting a homogeneous target of PMMA. Comparison results were restricted to fragmentation of (16)O and (12)C. Despite the very simple target and set-up, substantial discrepancies were observed between the two codes. For instance, the number of high energy (>1 MeV) prompt gammas exiting the target was about twice as large with GATE/Geant4 than with FLUKA both for proton and carbon ion beams. Such differences were not observed for the predicted annihilation photon production yields, for which ratios of 1.09 and 1.20 were obtained between GATE and FLUKA for the proton beam and the carbon ion beam, respectively. For neutrons and protons, discrepancies from 14% (exiting protons-carbon ion beam) to 57% (exiting neutrons-proton beam) have been identified in production yields as well as in the energy spectra for neutrons.
Published: 2013
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15. Monte Carlo Nuclear Models Evaluation and Improvements for Real-Time Prompt Gamma-Ray Monitoring in Proton and Carbon Therapy

Author: Cédric Ray, Nicolas Freud, J. Krimmer, George Dedes, Denis Dauvergne, Marco Pinto, Jean Michel Létang, Marieke De Rydt, Etienne Testa, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé (CREATIS), Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Imagerie Tomographique et Radiothérapie, Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), CAS-PHABIO, and Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Subjects: Physics, Range (particle radiation), Proton, Ion beam, 010308 nuclear & particles physics, Nuclear Theory, Monte Carlo method, Gamma ray, chemistry.chemical_element, 01 natural sciences, 7. Clean energy, 030218 nuclear medicine & medical imaging, Nuclear physics, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, chemistry, Cascade, 0103 physical sciences, [PHYS.PHYS.PHYS-MED-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Medical Physics [physics.med-ph], Physics::Accelerator Physics, [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], Nuclear Experiment, Carbon, Free parameter
Abstract: Accurate Monte Carlo simulations are essential both for the development of an optimized detection array that will be used in clinical practice for precise ion beam range monitoring. Within GEANT4, both the Quantum Molecular Dynamics (QMD) and the Binary Cascade (BIC) models overestimate the overall prompt-gamma depth profile yields measured with carbon ion and proton beams. By optimizing the selection of free parameters of the models, better agreement with the data is obtained for low energy carbon beams (main gamma component by ion-ion collisions) as well as for proton beams and high energy carbon beams (main gamma component by nucleon-nucleus collisions).
Published: 2012

16. 3-D Model-Based Multiple-Object Video Tracking for Treatment Room Supervision

Author: M. A. P. Sotelo, Michael Beuve, E. Desseree, Jean-Michel Moreau, Behzad Shariat, b Computer Engineering Department, Polytechnic School, Computer Engineering Department (Polytechnic School), Universidad de Alcalá - University of Alcalá (UAH)-Universidad de Alcalá - University of Alcalá (UAH), Simulation, Analyse et Animation pour la Réalité Augmentée (SAARA), Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information (LIRIS), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2), Biogéosciences [UMR 6282] [Dijon] (BGS), Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Computer Engineering Department ( Polytechnic School ), Universidad de Alcalá = University of Alcalá ( UAH ) -Universidad de Alcalá = University of Alcalá ( UAH ), Simulation, Analyse et Animation pour la Réalité Augmentée ( SAARA ), Laboratoire d'InfoRmatique en Image et Systèmes d'information ( LIRIS ), Université Lumière - Lyon 2 ( UL2 ) -École Centrale de Lyon ( ECL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National des Sciences Appliquées de Lyon ( INSA Lyon ), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Lumière - Lyon 2 ( UL2 ) -École Centrale de Lyon ( ECL ), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ), Biogéosciences [Dijon] ( BGS ), AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Université de Bourgogne ( UB ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Institut de Physique Nucléaire de Lyon ( IPNL ), Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), and Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Subjects: Patient Identification Systems, [ INFO ] Computer Science [cs], Computer science, Video Recording, Biomedical Engineering, ComputingMethodologies_IMAGEPROCESSINGANDCOMPUTERVISION, 02 engineering and technology, Virtual reality, computer.software_genre, Fuzzy logic, Patient Positioning, Pattern Recognition, Automated, User-Computer Interface, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Fuzzy Logic, Image Processing, Computer-Assisted, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Humans, Computer Simulation, Computer vision, [INFO]Computer Science [cs], Representation (mathematics), Radiotherapy, business.industry, Models, Theoretical, Object (computer science), Semantics, Virtual machine, 030220 oncology & carcinogenesis, Video tracking, 020201 artificial intelligence & image processing, Artificial intelligence, business, computer
Abstract: International audience; We present a method to track a patient and the equipment in a radiotherapy treatment room, by exploiting the information in the treatment plan, enriched with other elements such as visual, geometric and \quotes{semantic} information. Using all these information items, and a generic model, a virtual environment of the scene is created, with maximum precision. The images resulting from video sequences with several cameras are also used to confront the filmed information on the scene and its numerical representation. The method is based on the features of the scene elements, and on a fuzzy formalism. The feasibility of the method is being quantitatively evaluated in the absence of treatment, to be further exploited in a module for external control by video in real conditions.; Nous présentons une méthode de suivi d'un patient et de l'équipement dans une salle de traitement par radiothérapie, qui exploit les informations contenues dans le plan de traitement, enrichies d'autres informations visuelles, géométriques et « sémantiques ». En utilisant toutes ces informations, et un modèle générique, un environnement virtuel de la scène est créé, avec un maximum de précision. Les images acquises à partir d'un système d'acquisition composé de plusieurs caméras vidéo sont également utilisées afin de confronter les informations « filmées » dans la scène et celles contenues dans la représentation numérique. La méthode est basée sur les caractéristiques des éléments de la scène, et un formalisme « floue ». La faisabilité de la méthode est d'abord évalué hors traitement, afin d'être exploitée par la suite dans un module de contrôle externe par vidéo dans de conditions réelles.
Published: 2012
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17. A positron source using an axially oriented crystal associated to a granular amorphous converter

Author: Xu, C., Chehab, R., Sievers, P., Artru, X., Chevallier, M., Dadoun, O., Pei, G., Stakhovenko, V., Variola, A., Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire (LAL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Institute of High Energy Physics (IHEP), Chinese Academy of Sciences [Changchun Branch] (CAS), CAS-PHABIO, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), European Organization for Nuclear Research (CERN), Théorie, Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon (IP2I Lyon), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Budker Institute of Nuclear Physics (BINP), and Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (SB RAS)
Subjects: Physics, Nuclear and High Energy Physics, 010308 nuclear & particles physics, Oriented crystal, [PHYS.PHYS.PHYS-ACC-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Accelerator Physics [physics.acc-ph], Photon radiation, chemistry.chemical_element, Astronomy and Astrophysics, Electron, Tungsten, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Amorphous solid, Crystal, Positron, chemistry, 0103 physical sciences, Physics::Accelerator Physics, Atomic physics, 010306 general physics, Axial symmetry, Instrumentation
Abstract: Submitted to Chinese Physics C; A non conventional positron source using the intense γ radiation from an axially oriented monocrystal which materialize into e+e- pairs in a granular amorphous converter is described. The enhancement of photon radiation by multi-GeV electrons crossing a tungsten crystal along its axis is reported. The resulting enhancement of pair production in an amorphous converter placed 2 meters downstream, is also reported. Sweeping off the charged particles from the crystal by a bending magnet upstream of the converter allows a significant reduction of the deposited energy density. Substituting a granular target made of small spheres to the usual compact one, makes easier the energy dissipation. The deposited energy and corresponding heating are analyzed and solutions for cooling are proposed. The configurations studied here for this kind of positron source allow its consideration for unpolarized positrons for the ILC.
Published: 2012
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18. Electronic capture and excitation of highly charged channeled ions

Author: D. Schmaus, A. Fleury, J. Dural, M. Chevallier, J. Remillieux, Yann Girard, Marcel Toulemonde, Dominique Vernhet, J. C. Poizat, M.S. Pravikoff, Denis Dauvergne, R. Kirsch, R. Del Moral, S. Andriamonje, A. L'Hoir, C. Röhl, J.P. Dufour, L. Faux, Y. Quere, Hermann Rothard, B. Blank, C. Cohen, Nelson Cue, J-P Rozet, Flores, Sylvie, Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan (CENBG), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CAS-PHABIO, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)
Subjects: Nuclear and High Energy Physics, Chemistry, Projectile, Electron capture, 01 natural sciences, 010305 fluids & plasmas, Ion, [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET] Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], 0103 physical sciences, Radiative transfer, Heavy ion, Experimental work, [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], Atomic physics, Nuclear Experiment, 010306 general physics, Fermi gas, Instrumentation, Excitation
Abstract: Two aspects of heavy ion channeling are presented. The first aspect is related to the fact that channeled ions interact only with the most loosely bound target electrons. One can take benefit of this feature to study processes such as radiative electron capture (REC) and resonant transfer and excitation (RTE) in a dense quasi-free electron gas. The experimental work, performed at GANIL, devoted to these two processes is described. A possible extension to Nuclear RTE or NEEC (nuclear excitation by electron capture) studies is also described. The second aspect discussed is related to the periodicity of the potential experienced by channeled ions. We show that in a well chosen case this could lead to a significant and detectable coherent excitation of the projectile nucleus.
Published: 1994
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19. Measurements of high energy loss rates of fast highly charged U ions channeled in thin silicon crystals

Author: Dieter Liesen, Marius Chevallier, P. H. Mokler, C. Cohen, C. Kozhuharov, A. Braeuning-Demian, Denis Dauvergne, A. L'Hoir, J.-C. Poizat, Etienne Testa, H. Braeuning, Th Stoehlker, Marcel Toulemonde, Cédric Ray, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Institut des Nanosciences de Paris (INSP), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Physics, Electron density, [PHYS.PHYS.PHYS-ATOM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atomic Physics [physics.atom-ph], Electron capture, Electron, Condensed Matter Physics, Elementary charge, 01 natural sciences, Charged particle, 010305 fluids & plasmas, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Ion, Crystal, Tunnel effect, 0103 physical sciences, Atomic physics, 010306 general physics, 61.85.+p, 34.70.+e
Abstract: The results of two channeling experiments show that highly charged heavy ions at moderate velocities ($v\ensuremath{\ll}{\mathit{Zv}}_{0}$) may lose more energy in the traversal of a thin crystal when they are injected along a major crystallographic direction than when they traverse the crystal in random conditions. This is due to the fact that the large reduction of electron capture probabilities allows them to keep their high electronic charge throughout the crystal, which is not the case for projectiles traveling in random conditions. Although channeled projectiles experience reduced electron densities, their energy loss rate, that is, at first order, proportional to the square of the ions charge, is then strongly enhanced. This feature could be used as a step for decelerating highly charged ions from the high energies that are needed to produce them, and also to improve our understanding of the slowing down of very highly charged projectiles at low velocities, for which the current perturbative models are not well suited.
Published: 2011
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20. Design Guidelines for a Double Scattering Compton Camera for Prompt-γ Imaging During Ion Beam Therapy: A Monte Carlo Simulation Study

Author: Richard, M.-H., Chevallier, M., Dauvergne, D., Freud, N., Henriquet, P., Foulher, F. Le, Létang, J M, Montarou, G., Ray, C., Roellinghoff, F., Testa, E., Testa, M., Walenta, A. H., Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé (CREATIS), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Imagerie Tomographique et Radiothérapie, Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Centre Léon Bérard [Lyon], Laboratoire de Physique Corpusculaire - Clermont-Ferrand (LPC), Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), and Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Subjects: reseau_international, Allemagne, categₛt2i, [INFO.INFO-IM]Computer Science [cs]/Medical Imaging, Imagerie tomographique et thérapie par rayonnement, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2011

21. Novel imaging systems for online control of ion therapy

Author: Dauvergne, D., Chevallier, M., Freud, N., Létang, J.-M., Montarou, Gerard, Maxim, V., Ray, C., Richard, M.-H., Roehlinghoff, F., Testa, E., Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Laboratoire de Physique Corpusculaire - Clermont-Ferrand (LPC), Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Flores, Sylvie
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-MED-PH] Physics [physics]/Physics [physics]/Medical Physics [physics.med-ph], [PHYS.PHYS.PHYS-MED-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Medical Physics [physics.med-ph]
Published: 2011

22. Toward real-time control of the dose during hadrontherapy by means of prompt radiations

Author: Dauvergne, D., Chevallier, M., Dedes, G., Deng, S., Freud, N., Henriquet, P., Krimmer, J., Létang, J.M., Mathez, H., Ray, C., Richard, M.-H., Testa, E., Zoccaratto, Y., Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé (CREATIS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Imagerie Tomographique et Radiothérapie, Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), and Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph]
Published: 2011

23. Nuclear reaction measurements of 95MeV/u 12C interactions on PMMA for hadrontherapy

Author: Louise Stuttge, J.M. Fontbonne, G. Ban, M. Rousseau, F. Le Foulher, Cédric Ray, Arnaud Guertin, M. D. Salsac, C. Pautard, D. Lebhertz, M. Labalme, M. Testa, B. Braunn, D. Cussol, F. Haas, Etienne Testa, Michel Chevallier, Denis Dauvergne, J. Colin, Laboratoire de physique corpusculaire de Caen (LPCC), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), CAS-PHABIO, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire SUBATECH Nantes (SUBATECH), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Nantes (UN)-Mines Nantes (Mines Nantes), Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Normandie Université (NU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Mines Nantes (Mines Nantes)-Université de Nantes (UN)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Nuclear reaction, Nuclear and High Energy Physics, Materials science, Isotope, 010308 nuclear & particles physics, Cyclotron, Carbon-12, Bragg peak, [PHYS.NEXP]Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex], 01 natural sciences, Charged particle, 030218 nuclear medicine & medical imaging, Ion, law.invention, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, law, Hadrontherapy, 0103 physical sciences, [PHYS.PHYS.PHYS-MED-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Medical Physics [physics.med-ph], Atomic physics, Instrumentation, Beam (structure), 12C fragmentation
Abstract: Expérience GANIL; The ion dose deposition in tissues is characterized by a favorable depth dose profile (i.e. Bragg peak) and a small lateral spread. In order to keep these benefits of ions in cancer treatments, a very high accuracy is required on the dose deposition (±3%). For given target stoechiometry and geometry, the largest uncertainty on the physical dose deposition is due to the ion nuclear fragmentation. We have performed an experiment at GANIL with a 95MeV/u 12C beam on thick tissue equivalent PMMA targets (thicknesses: 5, 10, 15, 20 and 25mm). The main goals of this experiment are to provide experimental fragmentation data for benchmarking the physical models used for treatment planning. Production rates, energy and angular distributions of charged fragments have been measured. The purpose of this paper is to present the results of this experiment.
Published: 2011
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24. Real-time monitoring of ion ranges

Author: Létang, J M, Chevallier, M., Dauvergne, D., Freud, N., Montarou, G., Ray, C., Testa, E., Imagerie Tomographique et Radiothérapie, Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé (CREATIS), Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre Léon Bérard [Lyon], CAS-PHABIO, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Laboratoire de Physique Corpusculaire - Clermont-Ferrand (LPC), Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: categₛt2i, [INFO.INFO-IM]Computer Science [cs]/Medical Imaging, Imagerie tomographique et thérapie par rayonnement, reseauₙational, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2011

25. Interaction vertex imaging (IVI): a new method of real-time control imaging for carbon ion therapy

Author: Testa, E., Bajard, M., Chevallier, M., Dauvergne, D., Dedes, G., Freud, N., Henriquet, P., Krimmer, J., Létang, J.-M., Ray, C., Richard, M.-H., Girod, Dominique, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé (CREATIS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Imagerie Tomographique et Radiothérapie, Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), and Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Subjects: [SDV.IB.IMA] Life Sciences [q-bio]/Bioengineering/Imaging, [SDV.IB.IMA]Life Sciences [q-bio]/Bioengineering/Imaging
Published: 2011

26. A Search on 1.8 MeV Neutral-Particle Photoproduction in a QED Strong Field

Author: G. Bologna, R. Genre, B. Ille, M. Richard, S. Costa, M. Chevallier, P. Lautesse, M.J. Gaillard, R. Garfagnini, R. Kirsch, M. Spighel, M. Gouanere, Michel Farizon, E. Rossetto, D. Boget, D. Sillou, G. Bassompierre, B. Farizon-Mazuy, A. Feliciello, J. Dufournaud, Flores, Sylvie, Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (LAPP), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CAS-PHABIO, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)
Subjects: Condensed Matter::Quantum Gases, Physics, Particle physics, [PHYS.HEXP] Physics [physics]/High Energy Physics - Experiment [hep-ex], 010308 nuclear & particles physics, High Energy Physics::Phenomenology, Nuclear Theory, General Physics and Astronomy, Strong field, 01 natural sciences, Nuclear physics, Electric field, 0103 physical sciences, [PHYS.HEXP]Physics [physics]/High Energy Physics - Experiment [hep-ex], Nuclear Experiment, 010306 general physics, Neutral particle, Boson
Abstract: We give upper bounds on the photoproduction in overcritical electric fields of a neutral light boson which could explain the correlated e+e- production seen at GSI-Darmstadt in heavy-ion-atom collisions.
Published: 1993
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27. Positron Sources using Channeling: a promising device for Linear Colliders

Author: Artru, X., Chaikovska, I., Chehab, R., Chevallier, M., Dadoun, O., Furukawa, K., Kamitani, T., Omori, T., Pei, G., Poirier, F., Rinolfie, L., Sato, M., Strakhovenko, V., Sugimura, T., Suwada, T., Takahashi, T., Umemori, K., Urakawa, J., Variola, A., Vivoli, A., Xu, C., Théorie, Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon (IP2I Lyon), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire (LAL), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-ACC-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Accelerator Physics [physics.acc-ph], Physics::Accelerator Physics
Abstract: International audience; The need of intense and bright positron sources for linear colliders has urged the researches on polarized and unpolarized positrons. For 20 years, continuous theoretical and experimental investigations on unpolarized positron sources using axially channelled electrons in aligned monocrystals have pointed to efficient solutions concerning not only the source intensity, but also the minimization of the deposited energy. Simulations using the channelling programme of V. Strakhovenko associated to GEANT4, provided a description of such sources composed of tungsten crystals as photon radiators and amorphous tungsten as converters, the so-called hybrid source; the incident electron energies are taken between 5 and 10 GeV. Here, some applications are shown for CLIC, for which this source is the baseline, and also for ILC. The simulations are also concerning the test at KEK of such hybrid source, with a sweeping magnet separating the crystal radiator and an amorphous converter. Future developments on the simulation programme are also reported. The main issues for such sources are also analyzed.
Published: 2010
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28. POSIPOL: from polarized and unpolarized photons to positrons

Author: Chehab, R., CAS-PHABIO, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-ACC-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Accelerator Physics [physics.acc-ph], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2010
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29. Deceleration of H-like uranium ions in a crystal

Author: Dauvergne, D., Ray, C., Bräuning-Demian, A., Bosch, F., Bräuning, H., Chevallier, Marius, Cohen, C., L'Hoir, A., Kozhuharov, C., Liesen, D., Mokler, P.H., Poizat, J.-C., Testa, E., Verma, P., Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Helmholtz zentrum für Schwerionenforschung GmbH (GSI), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Institut des Nanosciences de Paris (INSP), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), and Girod, Dominique
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH] Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph]
Published: 2010

30. RICCE: Research of Internal Clock by Channeling of Electrons. Preliminary results at the LNF-BTF

Author: Ray, C., Gouanère, M., Dauvergne, D., Bajard, M., Chehab, R., Chevallier, M., Curceanu, C., Dabagov, S., Kirsch, R., Poizat, J.-C., Remillieux, J., Testa, E., Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Girod, Dominique
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH] Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph]
Published: 2010

31. Design of a Compton camera for 3D prompt-γ imaging during ion beam therapy

Author: A.H. Walenta, Marius Chevallier, M. Testa, Nicolas Freud, F. Roellinghoff, Gerard Montarou, M.-H. Richard, F. Le Foulher, Etienne Testa, Denis Dauvergne, Jean Michel Létang, Julie Constanzo, Cédric Ray, P. Henriquet, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Controle Non Destructif par Rayonnements Ionisants (CNDRI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Laboratoire de Physique Corpusculaire - Clermont-Ferrand (LPC), Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GEANT4, Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Nuclear and High Energy Physics, Photon, Ion beam, Point source, Physics::Instrumentation and Detectors, [SDV.IB.IMA]Life Sciences [q-bio]/Bioengineering/Imaging, [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], Geant4, Bragg peak, 01 natural sciences, Lyso, 030218 nuclear medicine & medical imaging, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Optics, Hodoscope, hadrontherapy, 0103 physical sciences, prompt gamma, Instrumentation, Image resolution, Compton camera, Physics, 010308 nuclear & particles physics, business.industry, Detector, [PHYS.PHYS.PHYS-MED-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Medical Physics [physics.med-ph], ion beam therapy, business
Abstract: We investigate, by means of Geant4 simulations, a real-time method to control the position of the Bragg peak during ion therapy, based on a Compton camera in combination with a beam tagging device (hodoscope) in order to detect the prompt gamma emitted during nuclear fragmentation. The proposed set-up consists of a stack of 2 mm thick silicon strip detectors and a LYSO absorber detector. The γ emission points are reconstructed analytically by intersecting the ion trajectories given by the beam hodoscope and the Compton cones given by the camera. The camera response to a polychromatic point source in air is analyzed with regard to both spatial resolution and detection efficiency. Various geometrical configurations of the camera have been tested. In the proposed configuration, for a typical polychromatic photon point source, the spatial resolution of the camera is about 8.3 mm FWHM and the detection efficiency 2.5×10−4 (reconstructable photons/emitted photons in 4 π ). Finally, the clinical applicability of our system is considered and possible starting points for further developments of a prototype are discussed.
Published: 2010
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32. Dose monitoring in ion therapy by means of prompt radiation

Author: Ray, C., Bajard, M., Constanzo, J., Chevallier, M., Dauvergne, D., Freud, N., Henriquet, P., Karkar, S., Le Foulher, F., Létang, J.M., Plescak, R., Roellinghoff, F., Richard, M.-H., Schardt, D., Testa, E., Testa, M., Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Centre de Recherche et d'Application en Traitement de l'Image et du Signal (CREATIS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École Supérieure Chimie Physique Électronique de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École Supérieure Chimie Physique Électronique de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Girod, Dominique
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph], [PHYS.PHYS.PHYS-CHEM-PH] Physics [physics]/Physics [physics]/Chemical Physics [physics.chem-ph]
Published: 2010

33. Monte Carlo simulations of prompt-gamma emission during carbon ion irradiation

Author: Le Foulher, F., Bajard, M., Chevallier, M., Dauvergne, D., Freud, N., Henriquet, P., Karkar, S., Létang, J.M., Ray, C., Richard, M.-H., Schardt, D., Testa, E., Testa, M., Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Centre de Recherche et d'Application en Traitement de l'Image et du Signal (CREATIS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École Supérieure Chimie Physique Électronique de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-MED-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Medical Physics [physics.med-ph]
Published: 2010

34. Monte Carlo simulations of prompt-gamma emission during carbon ion irradiation

Author: Le Foulher, F., Bajard, M., Chevallier, M., Dauvergne, D., Freud, N., Henriquet, P., Karkar, S., Létang, J.M., Ray, C., Richard, M.-H., Schardt, D., Testa, E., Testa, M., Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Centre de Recherche et d'Application en Traitement de l'Image et du Signal (CREATIS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), and Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École Supérieure Chimie Physique Électronique de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-MED-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Medical Physics [physics.med-ph]
Published: 2010

35. Physical measurements for real time monitoring of the Bragg peak location by means of single photon detection

Author: Testa, M., Bajard, M., Chevallier, M., Dauvergne, D., Freud, N., Henriquet, P., Karkar, S., Le Foulher, F., Létang, J.M., Ray, C., Richard, M.-H., Schardt, D., Testa, E., Girod, Dominique, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Centre de Recherche et d'Application en Traitement de l'Image et du Signal (CREATIS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École Supérieure Chimie Physique Électronique de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École Supérieure Chimie Physique Électronique de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, [INFO.INFO-TS] Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, [SPI.SIGNAL] Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing
Published: 2010

36. Monte Carlo simulations of prompt-gamma emission during carbon ion irradiation

Author: Le Foulher, F., Bajard, M., Chevallier, M., Dauvergne, D., Freud, N., Henriquet, P., Karkar, S., Létang, J.M., Lestand, Loïc, Plescak, R., Ray, C., Schardt, D., Testa, E., Testa, M., Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Controle Non Destructif par Rayonnements Ionisants (CNDRI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Corpusculaire - Clermont-Ferrand (LPC), and Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Astrophysics::High Energy Astrophysical Phenomena, [PHYS.PHYS.PHYS-MED-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Medical Physics [physics.med-ph], [INFO.INFO-IM]Computer Science [cs]/Medical Imaging, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation
Abstract: accepted for publication in IEEE TNS; Monte Carlo simulations based on the Geant4 toolkit (version 9.1) were performed to study the emission of secondary prompt-gamma rays produced by nuclear reactions during carbon ion-beam therapy. These simulations were performed along with an experimental program and instrumentation developments which aim at designing a prompt-gamma ray device for real-time control of hadrontherapy. The objective of the present study is twofold: firstly, to present the features of the prompt-gamma radiation in the case of carbon ion irradiation; secondly, to simulate the experimental setup and to compare measured and simulated counting rates corresponding to four different experiments. For each experiment, we found that simulations overestimate prompt-gamma ray detection yields by a factor of 12. Uncertainties in fragmentation cross sections and binary cascade model cannot explain such discrepancies. The so-called “photon evaporation” model is therefore questionable and its modification is currently in progress.
Published: 2010

37. Monte Carlo simulations of prompt-gamma emission during carbon ion irradiation

Author: Le Foulher, F., Bajard, M., Chevallier, M., Dauvergne, D., Freud, N., Henriquet, P., Karkar, S., Létang, J.M., Lestand, Loïc, Plescak, R., Ray, C., Schardt, D., Testa, E., Testa, M., Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Controle Non Destructif par Rayonnements Ionisants (CNDRI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Corpusculaire - Clermont-Ferrand (LPC), and Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Astrophysics::High Energy Astrophysical Phenomena, [PHYS.PHYS.PHYS-MED-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Medical Physics [physics.med-ph], [INFO.INFO-IM]Computer Science [cs]/Medical Imaging, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation
Abstract: accepted for publication in IEEE TNS; Monte Carlo simulations based on the Geant4 toolkit (version 9.1) were performed to study the emission of secondary prompt-gamma rays produced by nuclear reactions during carbon ion-beam therapy. These simulations were performed along with an experimental program and instrumentation developments which aim at designing a prompt-gamma ray device for real-time control of hadrontherapy. The objective of the present study is twofold: firstly, to present the features of the prompt-gamma radiation in the case of carbon ion irradiation; secondly, to simulate the experimental setup and to compare measured and simulated counting rates corresponding to four different experiments. For each experiment, we found that simulations overestimate prompt-gamma ray detection yields by a factor of 12. Uncertainties in fragmentation cross sections and binary cascade model cannot explain such discrepancies. The so-called “photon evaporation” model is therefore questionable and its modification is currently in progress.
Published: 2010

38. Monitoring the Bragg peak location during hadrontherapy by means of a time-of-flight camera

Author: Testa, E., Bajard, M., Chevallier, M., Dauvergne, D., Deng, S., Freud, N., Henriquet, P., Le Foulher, F., Létang, J.M., Mathez, H., Ray, C., Richard, M.-H., Roellinghoff, F., Testa, M., Zoccarato, Y., Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Centre de Recherche et d'Application en Traitement de l'Image et du Signal (CREATIS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École Supérieure Chimie Physique Électronique de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École Supérieure Chimie Physique Électronique de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Girod, Dominique
Subjects: [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, [INFO.INFO-TS] Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, [SPI.SIGNAL] Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing
Published: 2010

39. Monte Carlo simulations of prompt-gamma emission during carbon ion irradiation

Author: Le Foulher, F., Bajard, M., Chevallier, M., Dauvergne, D., Freud, N., Henriquet, P., Karkar, S., Létang, J.M., Lestand, Loïc, Plescak, R., Ray, C., Schardt, D., Testa, E., Testa, M., Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Controle Non Destructif par Rayonnements Ionisants (CNDRI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Corpusculaire - Clermont-Ferrand (LPC), and Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Astrophysics::High Energy Astrophysical Phenomena, [PHYS.PHYS.PHYS-MED-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Medical Physics [physics.med-ph], [INFO.INFO-IM]Computer Science [cs]/Medical Imaging, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation
Abstract: accepted for publication in IEEE TNS; Monte Carlo simulations based on the Geant4 toolkit (version 9.1) were performed to study the emission of secondary prompt-gamma rays produced by nuclear reactions during carbon ion-beam therapy. These simulations were performed along with an experimental program and instrumentation developments which aim at designing a prompt-gamma ray device for real-time control of hadrontherapy. The objective of the present study is twofold: firstly, to present the features of the prompt-gamma radiation in the case of carbon ion irradiation; secondly, to simulate the experimental setup and to compare measured and simulated counting rates corresponding to four different experiments. For each experiment, we found that simulations overestimate prompt-gamma ray detection yields by a factor of 12. Uncertainties in fragmentation cross sections and binary cascade model cannot explain such discrepancies. The so-called “photon evaporation” model is therefore questionable and its modification is currently in progress.
Published: 2010

40. Design Guidelines for a Double Scattering Compton Camera for Prompt-gamma Imaging During Ion Beam Therapy: A Monte Carlo Simulation Study

Author: A.H. Walenta, M.-H. Richard, M. Chevallier, F. Le Foulher, Denis Dauvergne, Jean Michel Létang, F. Roellinghoff, Nicolas Freud, Etienne Testa, Gerard Montarou, P. Henriquet, Cédric Ray, M. Testa, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Controle Non Destructif par Rayonnements Ionisants (CNDRI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Laboratoire de Physique Corpusculaire - Clermont-Ferrand (LPC), Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)
Subjects: Point spread function, Nuclear and High Energy Physics, Photon, [SDV.IB.IMA]Life Sciences [q-bio]/Bioengineering/Imaging, Astrophysics::High Energy Astrophysical Phenomena, [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], Geant4, Bragg peak, Photon energy, 030218 nuclear medicine & medical imaging, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Optics, Hodoscope, hadrontherapy, Electrical and Electronic Engineering, prompt gamma, Image resolution, Physics, business.industry, compton camera, Detector, Compton scattering, Nuclear Energy and Engineering, 030220 oncology & carcinogenesis, [PHYS.PHYS.PHYS-MED-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Medical Physics [physics.med-ph], ion beam therapy, business
Abstract: In hadrontherapy in order to fully take advantage of the assets of the ion irradiation, the position of the Bragg peak has to be monitored accurately. Here, we investigate a monitoring method relying on the detection in real time of the prompt gamma emitted quasi instantaneously during the nuclear fragmentation processes. Our detection system combines a beam hodoscope and a double scattering Compton camera. The prompt-gamma emission points are reconstructed by intersecting the ion trajectories given by the hodoscope and the Compton cones reconstructed with the camera. We propose here to study in terms of point spread function and efficiency the theoretical feasibility of the emission points reconstruction with our set-up in the case of a photon point source in air. First we analyze the nature of all the interactions which are likely to produce an energy deposit in the three detectors of the camera. It is underlined that upper energy thresholds in both scatter detectors are required in order to select mainly Compton events (one Compton interaction in each scatter detector and one interaction in the absorber detector). Then, we study the influence of various parameters such as the photon energy and the inter-detector distances on the Compton camera response. These studies are carried out by means of Geant4 simulations. We use a source with a spectrum corresponding to the prompt-gamma spectrum emitted during the carbon ion irradiation of a water phantom. In the current configuration, the spatial resolution of the Compton camera is about 6 mm (Full Width at Half Maximum) and the detection efficiency 10^{-5}. Finally, provided the detection efficiency is increased, the clinical applicability of our system is considered.
Published: 2010
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41. Monte Carlo simulations of prompt-gamma emission during carbon ion irradiation

Author: Le Foulher, F., Bajard, M., Chevallier, M., Dauvergne, D., Freud, N., Henriquet, P., Karkar, S., Létang, J.M., Lestand, Loïc, Plescak, R., Ray, C., Schardt, D., Testa, E., Testa, M., Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Controle Non Destructif par Rayonnements Ionisants (CNDRI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Corpusculaire - Clermont-Ferrand (LPC), and Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Astrophysics::High Energy Astrophysical Phenomena, [PHYS.PHYS.PHYS-MED-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Medical Physics [physics.med-ph], [INFO.INFO-IM]Computer Science [cs]/Medical Imaging, [INFO.INFO-MO]Computer Science [cs]/Modeling and Simulation
Abstract: accepted for publication in IEEE TNS; Monte Carlo simulations based on the Geant4 toolkit (version 9.1) were performed to study the emission of secondary prompt-gamma rays produced by nuclear reactions during carbon ion-beam therapy. These simulations were performed along with an experimental program and instrumentation developments which aim at designing a prompt-gamma ray device for real-time control of hadrontherapy. The objective of the present study is twofold: firstly, to present the features of the prompt-gamma radiation in the case of carbon ion irradiation; secondly, to simulate the experimental setup and to compare measured and simulated counting rates corresponding to four different experiments. For each experiment, we found that simulations overestimate prompt-gamma ray detection yields by a factor of 12. Uncertainties in fragmentation cross sections and binary cascade model cannot explain such discrepancies. The so-called “photon evaporation” model is therefore questionable and its modification is currently in progress.
Published: 2010

42. 12C nuclear reaction measurements for hadrontherapy

Author: Braunn, B., Labalme, M., Ban, G., Cussol, D., Fontbonne, J.M., Lecolley, F.R., Pautard, C., Haas, F., Lebhertz, D., Rousseau, Marc, Stuttge, L., Chevallier, M., Dauvergne, D., Le Foulher, F., Ray, C., Testa, E., Testa, M., Salsac, M.D., Laboratoire de physique corpusculaire de Caen (LPCC), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CAS-PHABIO, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, F. Cerutti, A. Ferrari, Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), and Guesnon, Sandrine
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-MED-PH] Physics [physics]/Physics [physics]/Medical Physics [physics.med-ph], [PHYS.NEXP] Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex], [PHYS.PHYS.PHYS-MED-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Medical Physics [physics.med-ph], [PHYS.NEXP]Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex]
Abstract: International audience; Hadrontherapy treatments require a very high precision on the dose deposition ( 2.5% and 1-2mm) in order to keep the benefits of the precise ions' ballistic. The largest uncertainty on the physical dose deposition is due to ion fragmentation. Up to now, the simulation codes are not able to reproduce the fragmentation process with the required precision. To constraint the nuclear models and complete fragmentation cross sections databases; our collaboration has performed an experiment on May 2008 at GANIL with a 95 MeV/u 12C beam. We have measured the fluence, energy and angular distributions of charged fragments and neutrons coming from nuclear reactions of incident 12C on thick water-like PMMA targets. Preliminary comparisons between GEANT4 (G4BinaryLightIonReaction) simulations and experimental data show huge discrepancies.
Published: 2009

43. Monitoring the Bragg peak location by means of prompt gamma measurements

Author: Bajard, M., Chevallier, M., Dauvergne, D., Le Foulher, F., Freud, N., Henriquet, P., Karkar, S., Létang, J.-M., Ray, C., Schardt, D., Testa, E., Testa, M., Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Controle Non Destructif par Rayonnements Ionisants (CNDRI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Cristofol, Danielle, Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon
Subjects: [SDV.IB] Life Sciences [q-bio]/Bioengineering, [SDV.IB]Life Sciences [q-bio]/Bioengineering
Published: 2009

44. A novel technique for real time monitoring of the Bragg-peak position in ion therapy by means of single photon detection

Author: Testa, M., Bajard, M., Chevallier, M., Dauvergne, D., Freud, N., Henriquet, P., Karkar, S., Foulher, F. Le, Létang, J M, Plescak, R., Ray, C., Schardt, D., Testa, E., Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Controle Non Destructif par Rayonnements Ionisants (CNDRI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Imagerie Tomographique et Radiothérapie, Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé (CREATIS), Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre Léon Bérard [Lyon], Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon, and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Subjects: [INFO.INFO-IM]Computer Science [cs]/Medical Imaging, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2009

45. Target influence on real time monitoring of the Bragg peak location by means of single photon detection

Author: Bajard, M., Chevallier, M., Dauvergne, D., FLe Foulher, F., Freud, N., Henriquet, P., Karkar, S., Létang, J M, Ray, C., Schardt, D., Testa, E., Testa, M., Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), CAS-PHABIO, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Controle Non Destructif par Rayonnements Ionisants (CNDRI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Imagerie Tomographique et Radiothérapie, Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé (CREATIS), Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Centre Léon Bérard [Lyon], Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon, and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Subjects: [INFO.INFO-IM]Computer Science [cs]/Medical Imaging, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2009

46. Positron sources for linear colliders

Author: Pei, G., Gao, J., Zhou, Z., Li, Xiaojian, Xu, C., Chevallier, M., Chehab, R., Artru, X., Variola, A., Zomer, F., Vivoli, A., Dadoun, O., Starita, Sabine, Institute of High Energy Physics (IHEP), Chinese Academy of Sciences [Changchun Branch] (CAS), CAS-PHABIO, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Théorie, Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon (IP2I Lyon), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire (LAL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), and European Organization for Nuclear Research (CERN)
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-ACC-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Accelerator Physics [physics.acc-ph], [PHYS.PHYS.PHYS-ACC-PH] Physics [physics]/Physics [physics]/Accelerator Physics [physics.acc-ph]
Published: 2009

47. Nouvelles méthodes d'imagerie en ligne pour le contrôle de l'irradiation en hadronthérapie

Author: Chevallier, M., Dauvergne, D., Freud, N., Henriquet, P., Le Foulher, F., Létang, J.M., Montarou, Gerard, Ray, C., Richard, M.-H., Testa, E., Testa, M., Pellet, Jeanine, CAS-PHABIO, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Controle Non Destructif par Rayonnements Ionisants (CNDRI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Laboratoire de Physique Corpusculaire - Clermont-Ferrand (LPC), Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)
Subjects: TEP en ligne, [SDV.IB.IMA] Life Sciences [q-bio]/Bioengineering/Imaging, [PHYS.PHYS.PHYS-MED-PH] Physics [physics]/Physics [physics]/Medical Physics [physics.med-ph], [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH] Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], [SDV.IB.IMA]Life Sciences [q-bio]/Bioengineering/Imaging, gammas prompts, [PHYS.PHYS.PHYS-BIO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Biological Physics [physics.bio-ph], [PHYS.PHYS.PHYS-MED-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Medical Physics [physics.med-ph], hadronthérapie, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2009

48. Design of a Compton camera for 3D prompt-gamma imaging during ion beam therapy: a Geant4 simulation study

Author: Richard, M.-H., Chevallier, M., Dauvergne, D., Freud, N., Henriquet, P., Foulher, F. Le, Létang, J M, Montarou, G., Ray, C., Roellinghoff, F., Testa, E., Testa, M., Walenta, A. H., Controle Non Destructif par Rayonnements Ionisants (CNDRI), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), CAS-PHABIO, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Imagerie Tomographique et Radiothérapie, Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé (CREATIS), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre Léon Bérard [Lyon], Laboratoire de Physique Corpusculaire - Clermont-Ferrand (LPC), Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), and Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Subjects: [INFO.INFO-IM]Computer Science [cs]/Medical Imaging, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2009

49. GeV xenon ions channeled through a silicon crystal

Author: M. Schosnig, C. Cohen, K. O. Groeneveld, D. Schmaus, J. Dural, J. Remillieux, S. Andriamonje, Yann Girard, J. C. Poizat, Michel Chevallier, R. Genre, Y. Quere, Marcel Toulemonde, R. Kirsch, J. Kemmler, A. L'Hoir, Centre d'Etudes Nucléaires de Bordeaux Gradignan (CENBG), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CAS-PHABIO, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), and Flores, Sylvie
Subjects: Nuclear and High Energy Physics, Radiation, Materials science, [PHYS.PHYS.PHYS-ATOM-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atomic Physics [physics.atom-ph], chemistry.chemical_element, Condensed Matter Physics, 01 natural sciences, 010305 fluids & plasmas, Ion, Monocrystalline silicon, Xenon, chemistry, 0103 physical sciences, General Materials Science, [PHYS.PHYS.PHYS-ATOM-PH] Physics [physics]/Physics [physics]/Atomic Physics [physics.atom-ph], Atomic physics, 010306 general physics
Abstract: CAS
Published: 1991
Full Text: View/download PDF

50. Fission Time Measurements: A New Probe into Superheavy Element Stability

Author: M. Laget, Etienne Testa, R. Dayras, D. Jacquet, P. Lautesse, L. Tassan-Got, Marius Chevallier, M. Morjean, A. Drouart, C. Cohen, R. Kirsch, Cédric Ray, M. Parlog, Ch. Stodel, C. Volant, A. Chbihi, J.D. Frankland, C. Escano-Rodriguez, L. Nalpas, J.L. Charvet, Denis Dauvergne, A. L'Hoir, Ch. Schmitt, Grand Accélérateur National d'Ions Lourds (GANIL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Institut de Physique Nucléaire d'Orsay (IPNO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Institut des Nanosciences de Paris (INSP), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Horia Hulubei National Institute of Physics and Nuclear Engineering (NIPNE), IFIN-HH, CAS-PHABIO, Institut de Physique Nucléaire de Lyon (IPNL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Physics, 010308 nuclear & particles physics, Fission, General Physics and Astronomy, chemistry.chemical_element, Germanium, [PHYS.NEXP]Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex], 25.70.Jj, 27.90.+b, 25.70.Lm, 24.75.+i, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Nuclear physics, Nickel, Uranium-238, chemistry, Excited state, 0103 physical sciences, Neutron, Sensitivity limit, Atomic physics, Nuclear Experiment, 010306 general physics
Abstract: Reaction mechanism analyses performed with a $4\ensuremath{\pi}$ detector for the systems $^{208}\mathrm{Pb}+\mathrm{Ge}$, $^{238}\mathrm{U}+\mathrm{Ni}$ and $^{238}\mathrm{U}+\mathrm{Ge}$, combined with analyses of the associated reaction time distributions, provide us with evidence for nuclei with $Z=120$ and 124 living longer than ${10}^{\ensuremath{-}18}\text{ }\text{ }\mathrm{s}$ and arising from highly excited compound nuclei. By contrast, the neutron deficient nuclei with $Z=114$ possibly formed in $^{208}\mathrm{Pb}+\mathrm{Ge}$ reactions have shorter lifetimes, close to or below the sensitivity limit of the experiment.
Published: 2008
Full Text: View/download PDF

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