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Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
d’électricité produite par les ionisations dans un volume gazeux au moyen
d’une anode-cathode soumise à une tension. Dans l’approche de Bragg-Gray,
cette propriété est exploitée ainsi que d’autres liées aux électrons secondaires
mis en mouvement dans le milieu, au point où doit être faite la mesure.
Cavité étroite et relation de Bragg-Gray
Pour pallier l’incapacité de mesurer en un point d’un milieu solide les
charges produites, on juxtapose au point de mesure un volume de gaz, le courant mesuré dans ce volume est ensuite raccordé à la dose absorbée en ce
point, comme montré dans la figure 2.31.
p
D &
i
p
D &
( )
i
f
D p =
&
Figure 2.31 – Illustration de la mesure de l’intensité dans un volume gazeux en tant que
grandeur de transfert pour le calcul du débit de dose absorbée en un point d’un milieu
solide.
Si les dimensions géométriques de la cavité sont petites devant le parcours
des électrons secondaires mis en mouvement, l’introduction de cette cavité
remplie de gaz à l’intérieur d’un milieu homogène solide ne modifie pas le
spectre de ces électrons dans le milieu. Nous sommes alors en présence d’une
cavité étroite et on montre (cf. CI 2.7) qu’aux conditions d’équilibre électronique il existe une relation de proportionnalité entre la dose déposée au point
matériel et celle déposée dans la cavité gazeuse ; il s’agit de la relation de
Bragg-Gray :
M
M
g
g
S
D
D
§ ·
= ¨ ¸
ρ
© ¹
(2.63)
Le rapport des pouvoirs d’arrêt massique moyen du matériau sur celui du
gaz se fait donc pour l’énergie moyenne du spectre d’électrons secondaires mis
en mouvement dans le matériau M que l’on obtient selon l’expression (2.60).
Ce rapport s’applique également de fait aux débits de dose. On peut remplacer
g
D & par l’expression définie en (2.62), ce qui, pour une approche macroscopique
liée à un volume gazeux significativement important et en vérifiant l’équation
aux dimensions, conduit à la relation (2.64) reliant le débit de dose absorbé au
courant établi dans la cavité gazeuse.
M
9
M
g
g g
g
(mGy/h) 3,6 10
S
i
D
W
V
§ ·
=
⋅
¨ ¸
ρ
ρ
© ¹
&
(2.64)
avec i en A, ρg en g·cm
–3
, Vg en cm
–3 et g
W en eV.
De façon pratique, on considère qu’une cavité est étroite et permet
l’application de la théorie de Bragg-Gray, dès lors que, à l’énergie moyenne du
spectre des électrons secondaires mis en mouvement dans le milieu solide qui
Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
d’électricité produite par les ionisations dans un volume gazeux au moyen
d’une anode-cathode soumise à une tension. Dans l’approche de Bragg-Gray,
cette propriété est exploitée ainsi que d’autres liées aux électrons secondaires
mis en mouvement dans le milieu, au point où doit être faite la mesure.
Cavité étroite et relation de Bragg-Gray
Pour pallier l’incapacité de mesurer en un point d’un milieu solide les
charges produites, on juxtapose au point de mesure un volume de gaz, le courant mesuré dans ce volume est ensuite raccordé à la dose absorbée en ce
point, comme montré dans la figure 2.31.
p
D &
i
p
D &
( )
i
f
D p =
&
Figure 2.31 – Illustration de la mesure de l’intensité dans un volume gazeux en tant que
grandeur de transfert pour le calcul du débit de dose absorbée en un point d’un milieu
solide.
Si les dimensions géométriques de la cavité sont petites devant le parcours
des électrons secondaires mis en mouvement, l’introduction de cette cavité
remplie de gaz à l’intérieur d’un milieu homogène solide ne modifie pas le
spectre de ces électrons dans le milieu. Nous sommes alors en présence d’une
cavité étroite et on montre (cf. CI 2.7) qu’aux conditions d’équilibre électronique il existe une relation de proportionnalité entre la dose déposée au point
matériel et celle déposée dans la cavité gazeuse ; il s’agit de la relation de
Bragg-Gray :
M
M
g
g
S
D
D
§ ·
= ¨ ¸
ρ
© ¹
(2.63)
Le rapport des pouvoirs d’arrêt massique moyen du matériau sur celui du
gaz se fait donc pour l’énergie moyenne du spectre d’électrons secondaires mis
en mouvement dans le matériau M que l’on obtient selon l’expression (2.60).
Ce rapport s’applique également de fait aux débits de dose. On peut remplacer
g
D & par l’expression définie en (2.62), ce qui, pour une approche macroscopique
liée à un volume gazeux significativement important et en vérifiant l’équation
aux dimensions, conduit à la relation (2.64) reliant le débit de dose absorbé au
courant établi dans la cavité gazeuse.
M
9
M
g
g g
g
(mGy/h) 3,6 10
S
i
D
W
V
§ ·
=
⋅
¨ ¸
ρ
ρ
© ¹
&
(2.64)
avec i en A, ρg en g·cm
–3
, Vg en cm
–3 et g
W en eV.
De façon pratique, on considère qu’une cavité est étroite et permet
l’application de la théorie de Bragg-Gray, dès lors que, à l’énergie moyenne du
spectre des électrons secondaires mis en mouvement dans le milieu solide qui