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Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
2.3.1 Collision élastique (n,n)
Dans cette collision, une partie de l’énergie initiale du neutron incident est
emportée par le noyau, communément appelé « noyau de recul ».
.
Figure 2.36 – Principe de la diffusion élastique pour les neutrons.
La loi de conservation de l’énergie cinétique implique : En(i) = En(f) + Etr.
À l’instar du calcul effectué pour les photons avec la loi de conservation de la
quantité de mouvement, on obtient la relation (2.73) liant l’énergie du neutron
incident à celle transférée au noyau de recul.
( ) ( )
2
tr
n
2
4
cos
1
A
E
E i
A
=
ϕ
+
(2.73)
L’angle ϕ varie de 0 à π/2 et dans le même temps θ varie de π à 0°.
L’énergie maximale transférée au noyau de recul est obtenue lorsque θ = π et
donc ϕ = 0 avec l’expression (2.74).
( )
( )
tr,max
n
2
4
1
A
E
E i
A
=
+
(2.74)
La valeur de l’énergie transférée au noyau de recul est équiprobable de 0 à
la valeur maximale calculée précédemment. Le spectre de la distribution des
énergies pour l’énergie transférée au noyau de recul peut ainsi être schématisé
comme selon la figure 2.37.
Figure 2.37 – Distribution de l’énergie transférée au noyau de recul lors de la diffusion
élastique d’un neutron.
On en déduit alors l’énergie moyenne transférée au noyau de recul lors d’un
choc élastique qui s’obtient selon l’expression (2.75).
( )
( )
tr,max
tr
n
2
2
2
1
E
A
E
Ei
A
=
=
+
(2.75)