92
Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
d’énergie des photons primaires dans un tissu. Ceci se traduit par l’exigence
d’égalité (2.66) des coefficients de transfert massique en énergie du milieu solide M et de celui d’un tissu vis-à-vis du rayonnement photonique considéré :
M
tr
tissu
1
§
·
μ
=
¨
¸
ρ
©
¹
(2.66)
On parle alors de détecteur à paroi équivalente, en l’espèce paroi équivalent-tissu. Un radiamètre de type babyline peut fonctionner typiquement sur
ce mode. À noter que ce rapport valant l’unité entraîne de facto la même conséquence sur le coefficient d’atténuation massique, puisque ce dernier peut être
perçu comme la somme d’un coefficient de transfert massique en énergie et
d’un coefficient de diffusion massique en énergie. Cette deuxième composante
traduit la fraction d’énergie du photon primaire transféré aux photons secondaires (i.e. photon Compton) selon (2.67).
tr
dif
E
E
E
γ
γ
γ
§ ·
§
·
§
·
μ
μ
μ
=
+
¨ ¸
¨
¸
¨
¸
ρ
ρ
ρ
© ¹
©
¹
©
¹
si
M
M
tr
tissu
tissu
1
1
§
·
§ ·
μ
μ
=
=
¨
¸
¨ ¸
ρ
ρ
©
¹
© ¹
(2.67)
À titre d’exemple, calculons la composition massique pour qu’une paroi
constituée d’un mélange de polyéthylène (CH2)n et de fluorure de magnésium
MgF réalise les conditions de paroi équivalent-tissu pour les photons du
60
Co
(i.e. photon d’énergie moyenne de 1,25 MeV). Les coefficients de transfert
massique en énergie des éléments chimiques élémentaires de ces composés à
l’énergie considérée sont fournis dans le tableau 2.7 et valent :
tr
C
0,0267
§
·
μ
=
¨
¸
ρ
©
¹
tr
H
0,0531
§
·
μ
=
¨
¸
ρ
©
¹
tr
F
0,0253
§
·
μ
=
¨
¸
ρ
©
¹
tr
Mg
0,0263
§
·
μ
=
¨
¸
ρ
©
¹
On calcule au préalable le coefficient de transfert massique en énergie du
polyéthylène et du fluorure de magnésium au moyen d’une loi de composition
massique similaire à l’expression (2.48).
2
tr
tr
tr
C
H
CH
C
H
12
2
0,0267
0,0531
0,0304
14
14
w
w
§
·
§
·
§
·
§ ·
§ ·
μ
μ
μ
=
+
=
×
+
×
=
¨
¸
¨
¸
¨
¸
¨ ¸
¨ ¸
ρ
ρ
ρ
©
¹
©
¹
©
¹
© ¹
© ¹
tr
tr
tr
Mg
F
MgF
Mg
F
24
19
0,0263
0,0531
0,0258
43
43
w
w
§
·
§
·
§
·
§ ·
§ ·
μ
μ
μ
=
+
=
×
+
×
=
¨
¸
¨
¸
¨
¸
¨ ¸
¨ ¸
ρ
ρ
ρ
©
¹
©
¹
©
¹
© ¹
© ¹
Pour une énergie de 1,25 MeV, le coefficient de transfert massique en énergie pour les tissus est : (μtr/ρ)tissu = 0,0294. Conformément à l’expression
(2.66), pour obtenir les pourcentages de chacun des deux composés, on résout
le système de deux équations, suivant :
2
2
2
tr
tr
tr
CH
MgF
CH
MgF
tissu
CH
MgF
0,0304
0,0258
0,0294
w
w
w
w
§
·
§
·
§
·
μ
μ
μ
=
+
=
+
=
¨
¸
¨
¸
¨
¸
ρ
ρ
ρ
©
¹
©
¹
©
¹
2
CH
MgF
100%
w
w
+
=
Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
d’énergie des photons primaires dans un tissu. Ceci se traduit par l’exigence
d’égalité (2.66) des coefficients de transfert massique en énergie du milieu solide M et de celui d’un tissu vis-à-vis du rayonnement photonique considéré :
M
tr
tissu
1
§
·
μ
=
¨
¸
ρ
©
¹
(2.66)
On parle alors de détecteur à paroi équivalente, en l’espèce paroi équivalent-tissu. Un radiamètre de type babyline peut fonctionner typiquement sur
ce mode. À noter que ce rapport valant l’unité entraîne de facto la même conséquence sur le coefficient d’atténuation massique, puisque ce dernier peut être
perçu comme la somme d’un coefficient de transfert massique en énergie et
d’un coefficient de diffusion massique en énergie. Cette deuxième composante
traduit la fraction d’énergie du photon primaire transféré aux photons secondaires (i.e. photon Compton) selon (2.67).
tr
dif
E
E
E
γ
γ
γ
§ ·
§
·
§
·
μ
μ
μ
=
+
¨ ¸
¨
¸
¨
¸
ρ
ρ
ρ
© ¹
©
¹
©
¹
si
M
M
tr
tissu
tissu
1
1
§
·
§ ·
μ
μ
=
=
¨
¸
¨ ¸
ρ
ρ
©
¹
© ¹
(2.67)
À titre d’exemple, calculons la composition massique pour qu’une paroi
constituée d’un mélange de polyéthylène (CH2)n et de fluorure de magnésium
MgF réalise les conditions de paroi équivalent-tissu pour les photons du
60
Co
(i.e. photon d’énergie moyenne de 1,25 MeV). Les coefficients de transfert
massique en énergie des éléments chimiques élémentaires de ces composés à
l’énergie considérée sont fournis dans le tableau 2.7 et valent :
tr
C
0,0267
§
·
μ
=
¨
¸
ρ
©
¹
tr
H
0,0531
§
·
μ
=
¨
¸
ρ
©
¹
tr
F
0,0253
§
·
μ
=
¨
¸
ρ
©
¹
tr
Mg
0,0263
§
·
μ
=
¨
¸
ρ
©
¹
On calcule au préalable le coefficient de transfert massique en énergie du
polyéthylène et du fluorure de magnésium au moyen d’une loi de composition
massique similaire à l’expression (2.48).
2
tr
tr
tr
C
H
CH
C
H
12
2
0,0267
0,0531
0,0304
14
14
w
w
§
·
§
·
§
·
§ ·
§ ·
μ
μ
μ
=
+
=
×
+
×
=
¨
¸
¨
¸
¨
¸
¨ ¸
¨ ¸
ρ
ρ
ρ
©
¹
©
¹
©
¹
© ¹
© ¹
tr
tr
tr
Mg
F
MgF
Mg
F
24
19
0,0263
0,0531
0,0258
43
43
w
w
§
·
§
·
§
·
§ ·
§ ·
μ
μ
μ
=
+
=
×
+
×
=
¨
¸
¨
¸
¨
¸
¨ ¸
¨ ¸
ρ
ρ
ρ
©
¹
©
¹
©
¹
© ¹
© ¹
Pour une énergie de 1,25 MeV, le coefficient de transfert massique en énergie pour les tissus est : (μtr/ρ)tissu = 0,0294. Conformément à l’expression
(2.66), pour obtenir les pourcentages de chacun des deux composés, on résout
le système de deux équations, suivant :
2
2
2
tr
tr
tr
CH
MgF
CH
MgF
tissu
CH
MgF
0,0304
0,0258
0,0294
w
w
w
w
§
·
§
·
§
·
μ
μ
μ
=
+
=
+
=
¨
¸
¨
¸
¨
¸
ρ
ρ
ρ
©
¹
©
¹
©
¹
2
CH
MgF
100%
w
w
+
=