Optimisation de détecteurs de rayonnement gamma

CEA; Saclay; Sur place; EUR 20 000 - 40 000; Plein temps

Résumé du poste

Une organisation de recherche technologique à Saclay recherche un doctorant pour optimiser des détecteurs de rayonnement gamma destinés à l'imagerie médicale. Ce projet de thèse inclut le développement de prototypes et l'analyse de données complexes avec des logiciels en C++ et Python. Le candidat idéal possède un Master 2 en Physique Subatomique ou Radiophysique et doit démontrer des connaissances en physique des particules. Un goût pour l'instrumentation et le travail pratique est également recommandé.

Qualifications

• Connaissances indispensables en radioactivité et principes des détecteurs de particules.
• Goût pour l'instrumentation et le travail de laboratoire.
• Compétences de base en simulation physique.

Responsabilités

• Optimiser les composants des détecteurs ClearMind pour des performances nominales.
• Caractériser les performances des détecteurs prototypes.
• Interpréter les données avec des logiciels d'analyse en C++ et/ou Python.

Connaissances

Connaissances en physique de l'interaction particules-matière

Compétences en programmation (C++)

Intérêt pour l'instrumentation

Formation

Master 2 Physique Subatomique

Master 2 Radiophysique

Ingénierie en instrumentation avancée

Outils

Geant4

Gate

Description du poste

Description du sujet de thèse

Domaine

Défis technologiques

Sujets de thèse

Optimisation de détecteurs de rayonnement gamma pour l'imagerie médicale. Tomographie par émission de positrons temps de vol

Contrat

Thèse

Description de l'offre

Les technologies innovantes d'imagerie fonctionnelles contribuent à la priorité sur les Médecines du Futur du CEA. La tomographie par émission de positrons (TEP) est une technique d'imagerie médicale nucléaire largement utilisée en oncologie et en neurobiologie. La désintégration du traceur radioactif émet des positrons, qui s'annihilent en deux photons de 511 keV. Ces photons sont détectées en coïncidence et utilisées pour reconstituer la distribution de l'activité du traceur dans le corps du patient. Nous vous proposons de contribuer au développement d'une technologie ambitieuse et brevetée : ClearMind. Le premier prototype est à nos laboratoires. Ce détecteur de photons gamma utilise un scintillant cristal monolithique de haute densité et grand Z, dans lequel sont produits des photons Cherenkov et de scintillation. Ces photons optiques sont convertis en électrons par une couche photo-électrique et multipliés dans une galette à microcanaux. Les signaux électriques induits sont amplifiés par des amplificateurs gigahertz et numérisés par les modules d'acquisition rapide SAMPIC. La face opposée du cristal sera équipée d'une matrice de photo-détecteur en silicium (SiPM). Aujourd'hui nous disposons d'un premier prototype. Nous travaillons à en construire deux supplémentaires.

Le travail proposé

Vous travaillerez dans un laboratoire d'instrumentation avancé dans un environnement de physique des particules. Il s'agira d'abord d'optimiser les "composants" des détecteurs ClearMind, pour parvenir à des performances nominales. Nous travaillerons sur les cristaux scintillants, les interfaces optiques, les couches photo-électriques et les photo-détecteurs rapides associés (MCP-PMT et SiPM), les électroniques de lectures. Il s'agira ensuite de caractériser les performances des détecteurs prototypes sur nos bancs de mesure en développement continu. Les données acquises seront interprétées au moyen de logiciels d'analyse "maison" écrits en langage C++ et/ou Python. Il s'agira enfin de confronter les propriétés mesurées de nos détecteurs à des simulations dédiées (Monté-Carlo sur logiciels Geant4/Gate). Un effort particulier sera consacré au développement de cristaux scintillants ultra-rapides dans le contexte d'une collaboration européenne.

Supervision

Le candidat retenu travaillera sous la supervision conjointe de Dominique Yvon et Viatcheslav Sharyy DRF/ IRFU & BIOMAPS. Le groupe CaLIPSO de l'IRFU & BIOMAPS est spécialisé dans le développement et la caractérisation de détecteurs TEP innovant. Dans le cadre du projet, nous avons une étroite collaboration avec le l'IJCLabs d'Orsay, qui développe nos électroniques de lecture et d'acquisition, le CEA/DM2S qui travaille notamment sur des algorithmes d'IA de confiance, le CPPM de Marseille, qui évalue nos détecteurs dans des conditions d'acquisition d'imagerie TEP et l'UMR BIOMAPS (CEA/SHFJ), travaillant sur les algorithmes de calculs d'image.

Exigences

Des connaissances en physique de l'interaction particules-matière, de la radioactivité et des principes des détecteurs de particules sont indispensables. Un goût prononcé pour l'instrumentation et le travail de laboratoire est recommandé. Il est important d'avoir des compétences de base en programmation, par exemple C++, logiciel de simulation physique Gate/Geant4.

Compétences acquises

Bonne connaissance des technologies de pointe des détecteurs de particules et des tomographes à émission de positrons. Principes et techniques de simulation de l'interaction des particules-matière et les systèmes de détection. Analyse de données complexes.

Contact

Dominique Yvon, [e-mail]
Viatcheslav Sharyy, [e-mail]

Université / école doctorale

Physique et Ingénierie: électrons, photons et sciences du vivant (EOBE)
Paris Sud

Localisation du sujet de thèse

Site

Saclay

Critères candidat

Formation recommandée

Master2 Physique Subatomique. Master 2 Radiophysique. Ingé instrumentation avancée

Demandeur

Disponibilité du poste

01/09/2026

Personne à contacter par le candidat

YVON Dominique [e-mail]
CEA
DRF/IRFU
CEA Saclay
IRFU/DPhP, Bat 141, PC21
Bat 141, p52
91191 Gif sur Yvette Cedex
BioMaps, SHFJ, 4 place du général Leclerc, 91401 Orsay France
01 6908 3625

Tuteur / Responsable de thèse

SHARYY Viatcheslav [e-mail]
CEA
DRF/IRFU
CEA Saclay
DSM, IRFU, DPhP
Bat. 141
91191 Gif-sur-Yvette
0169086129

En savoir plus

https://irfu.cea.fr/Pisp/dominique.yvon

rfu.cea.fr/Phocea/Vie_des_labos/Ast/ast_technique.php?id_ast=3937&id_groupe=3923