Interaction des rayonnements ionisants dans les tissus
109
térisé par des pourcentages massiques (e.g. sphère ICRU). Avec la mise en
forme des unités, les expressions du kerma et du débit de kerma de première
collision pour une molécule sont données par (2.82).
( )
( )
,
,
7
n
m
,
t r
4
n
m
,
t r
(mGy) 1,6 10
(mGy/h) 5,76 10
i j
i j
i j
i
j
i j
i
j
K
N i
E
K
Ni
E
−
−
=
⋅
⋅Φ
σ
=
⋅
⋅Φ
σ
¦
¦
¦
¦
&
&
(2.82)
avec Φn en cm
–2
, n
Φ & en cm
–2
s
–1
, σ en cm
2 et tr
E en MeV. À noter que le kerma
de première collision est la seule grandeur dosimétrique que l’on peut calculer
analytiquement pour les neutrons. Caswell et al. [11] ont calculé les valeurs du
kerma de première collision pour le corps humain, pour chaque type de réaction nucléaire et pour ses éléments constitutifs. Les courbes de la figure 2.41
fournissent les coefficients de conversion « fluence-kerma de première collision » dans un équivalent-tissu ICRU et pour les quatre éléments chimiques
constitutifs.
10
-8
10
-7
10
-6
10
-5
10
-4
10
-3
10
-2
10
-1
10
0
10
1
10
2
10
-20
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-19
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-18
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-17
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-16
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-15
10
-14
facteur de conversion Kerma tissus fluence Gy.m
2
Energie des neutrons MeV
H
C
N
O
total
Figure 2.41 – Facteurs de kerma de première collision pour les neutrons dans un équivalent-tissu ICRU (total) et des quatre éléments le composant, pondérés avec les fractions
de masse suivants : 0,101 H, 0,111 C, 0,026 N, 0,762 O (d’après les données de [32] et
[54]).
Comme évoqué précédemment, on observe bien une prépondérance du
transfert d’énergie liée aux interactions sur l’azote (
14
14
7
6
N(n,p) C ) pour des
énergies de neutrons inférieures à 10 eV. Pour des énergies supérieures à 10 eV,
la réaction de diffusion élastique (n,n) sur les protons de l’hydrogène est presqu’exclusivement responsable du kerma de première collision. Nous noterons
cependant que pour les très fortes énergies (à partir de 50 MeV), les réaction
inélastiques (n,α) et (n,n') sur l’
16
O deviennent significatives. Pour se convaincre de l’importance de la réaction
14
14
7
6
N(n,p) C à faible énergie, calculons
de façon théorique le kerma de première collision dans le
14
N pour une fluence
de 1·10
10 n·cm
–2 de neutrons thermiques (0,025 eV). Conformément aux indica-
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térisé par des pourcentages massiques (e.g. sphère ICRU). Avec la mise en
forme des unités, les expressions du kerma et du débit de kerma de première
collision pour une molécule sont données par (2.82).
( )
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,
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(mGy) 1,6 10
(mGy/h) 5,76 10
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⋅
⋅Φ
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=
⋅
⋅Φ
σ
¦
¦
¦
¦
&
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(2.82)
avec Φn en cm
–2
, n
Φ & en cm
–2
s
–1
, σ en cm
2 et tr
E en MeV. À noter que le kerma
de première collision est la seule grandeur dosimétrique que l’on peut calculer
analytiquement pour les neutrons. Caswell et al. [11] ont calculé les valeurs du
kerma de première collision pour le corps humain, pour chaque type de réaction nucléaire et pour ses éléments constitutifs. Les courbes de la figure 2.41
fournissent les coefficients de conversion « fluence-kerma de première collision » dans un équivalent-tissu ICRU et pour les quatre éléments chimiques
constitutifs.
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facteur de conversion Kerma tissus fluence Gy.m
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Energie des neutrons MeV
H
C
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O
total
Figure 2.41 – Facteurs de kerma de première collision pour les neutrons dans un équivalent-tissu ICRU (total) et des quatre éléments le composant, pondérés avec les fractions
de masse suivants : 0,101 H, 0,111 C, 0,026 N, 0,762 O (d’après les données de [32] et
[54]).
Comme évoqué précédemment, on observe bien une prépondérance du
transfert d’énergie liée aux interactions sur l’azote (
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N(n,p) C ) pour des
énergies de neutrons inférieures à 10 eV. Pour des énergies supérieures à 10 eV,
la réaction de diffusion élastique (n,n) sur les protons de l’hydrogène est presqu’exclusivement responsable du kerma de première collision. Nous noterons
cependant que pour les très fortes énergies (à partir de 50 MeV), les réaction
inélastiques (n,α) et (n,n') sur l’
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O deviennent significatives. Pour se convaincre de l’importance de la réaction
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N(n,p) C à faible énergie, calculons
de façon théorique le kerma de première collision dans le
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N pour une fluence
de 1·10
10 n·cm
–2 de neutrons thermiques (0,025 eV). Conformément aux indica-