Grandeurs et unités fondamentales de la dosimétrie externe
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Les électrons secondaires issus des gammas ont un parcours plus grand que
la région globale contenant l’ensemble des cellules. La longueur de trajectoire
parcourue au total par les électrons est 200 fois plus grande que celle des protons mis en mouvement par les neutrons. En conséquence, le dépôt d’énergie
n’impacte en réalité que très peu de cellules dans le cas de l’interaction des
neutrons de 1 MeV.
Puisque la réponse d’une cellule dépend de l’énergie réellement absorbée
par unité de masse, il est essentiel de considérer les fluctuations de cette énergie par cellule touchée. Une dose absorbée de 10 mGy implique une énergie
moyenne par cellule égale au produit de 10 mGy par la masse d’une cellule,
mais il y a une différence dans la distribution des dépôts d’énergie par cellule.
Dans le cas de l’irradiation par des photons, la fluctuation de l’énergie par
cellule est faible et nous pouvons considérer ainsi que nous sommes sensiblement dans un milieu continu. La dose déposée totale telle que définie par
l’expression (1.1) en tant que moyenne prend dans ce cas tout son sens. Dans
le cas des neutrons, les fluctuations sont importantes ; 98 % des cellules ne
reçoivent pas d’énergie et quelques-unes, une énergie considérable (environ 50
fois la moyenne). L’expression de la dose déposée totale, cette fois, ne présente
de fait qu’une information extrêmement partielle sur la « topologie » du dépôt
de la dose. Dans ce qui suit, nous allons définir les concepts microdosimétriques permettant d’appréhender le dépôt de dose à l’échelle de la cellule.
1.1.2 Grandeurs fondamentales de la microdosimétrie
et définition de la dose absorbée
La plupart des grandeurs physiques de la microdosimétrie ont été définies
et normalisées par la commission internationale sur les unités de radiation et
leur mesure dans le rapport 36 de l’ICRU [10]. Tout d’abord, on appelle « événement » au sens de la microdosimétrie l’ensemble des dépôts d’énergie dans le
volume sensible considéré, produit par la particule incidente et toutes ses particules secondaires mises en mouvement. « L’énergie communiquée » est définie selon l’expression (1.4).
e
s
m
E
E
Q Δ
ε =
−
+
¦
¦
¦
(1.4)
Autrement dit, pour un volume V donné, ε est donnée par l’ensemble des
énergies de toutes les particules entrantes (Ee), auquel est soustrait l’ensemble
des énergies de toutes les particules sortantes (Es). Le terme de chaleur de
réaction QΔm traduit la variation de masse de tous les noyaux et particules
impliqués dans des interactions nucléaires dans le volume sensible. Dans les
tissus humains, ce terme est sensiblement négligeable. À noter que ε est une
grandeur stochastique soumise aux fluctuations statistiques des interactions
des particules incidentes avec leurs particules secondaires mises en mouvement.
Pour accéder à une valeur moyenne de l’énergie communiquée, il y a lieu soit
de faire un grand nombre de mesures, soit de considérer un volume suffisam-
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Les électrons secondaires issus des gammas ont un parcours plus grand que
la région globale contenant l’ensemble des cellules. La longueur de trajectoire
parcourue au total par les électrons est 200 fois plus grande que celle des protons mis en mouvement par les neutrons. En conséquence, le dépôt d’énergie
n’impacte en réalité que très peu de cellules dans le cas de l’interaction des
neutrons de 1 MeV.
Puisque la réponse d’une cellule dépend de l’énergie réellement absorbée
par unité de masse, il est essentiel de considérer les fluctuations de cette énergie par cellule touchée. Une dose absorbée de 10 mGy implique une énergie
moyenne par cellule égale au produit de 10 mGy par la masse d’une cellule,
mais il y a une différence dans la distribution des dépôts d’énergie par cellule.
Dans le cas de l’irradiation par des photons, la fluctuation de l’énergie par
cellule est faible et nous pouvons considérer ainsi que nous sommes sensiblement dans un milieu continu. La dose déposée totale telle que définie par
l’expression (1.1) en tant que moyenne prend dans ce cas tout son sens. Dans
le cas des neutrons, les fluctuations sont importantes ; 98 % des cellules ne
reçoivent pas d’énergie et quelques-unes, une énergie considérable (environ 50
fois la moyenne). L’expression de la dose déposée totale, cette fois, ne présente
de fait qu’une information extrêmement partielle sur la « topologie » du dépôt
de la dose. Dans ce qui suit, nous allons définir les concepts microdosimétriques permettant d’appréhender le dépôt de dose à l’échelle de la cellule.
1.1.2 Grandeurs fondamentales de la microdosimétrie
et définition de la dose absorbée
La plupart des grandeurs physiques de la microdosimétrie ont été définies
et normalisées par la commission internationale sur les unités de radiation et
leur mesure dans le rapport 36 de l’ICRU [10]. Tout d’abord, on appelle « événement » au sens de la microdosimétrie l’ensemble des dépôts d’énergie dans le
volume sensible considéré, produit par la particule incidente et toutes ses particules secondaires mises en mouvement. « L’énergie communiquée » est définie selon l’expression (1.4).
e
s
m
E
E
Q Δ
ε =
−
+
¦
¦
¦
(1.4)
Autrement dit, pour un volume V donné, ε est donnée par l’ensemble des
énergies de toutes les particules entrantes (Ee), auquel est soustrait l’ensemble
des énergies de toutes les particules sortantes (Es). Le terme de chaleur de
réaction QΔm traduit la variation de masse de tous les noyaux et particules
impliqués dans des interactions nucléaires dans le volume sensible. Dans les
tissus humains, ce terme est sensiblement négligeable. À noter que ε est une
grandeur stochastique soumise aux fluctuations statistiques des interactions
des particules incidentes avec leurs particules secondaires mises en mouvement.
Pour accéder à une valeur moyenne de l’énergie communiquée, il y a lieu soit
de faire un grand nombre de mesures, soit de considérer un volume suffisam-