12
Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
eD
dm
d
dx
dE
=
∝
ε
eȖ
?
=
dm
dε
dV,dm Ȗ’
eD
dm
d
dx
dE
=
∝
ε
eȖ
?
=
dm
dε
dV,dm Ȗ’
Figure 1.6 – Schéma de la distinction entre énergie communiquée et énergie spécifique.
Si l’on considère que le parcours de l’électron dans les tissus est très supérieur aux dimensions du site sensible, il est possible d’accéder à l’énergie communiquée moyenne ε sur la longueur de corde moyenne au moyen du transfert linéique d’énergie TLE. Nous avons admis qu’il était possible de définir
une expression analytique et par suite à l’énergie spécifique moyenne et donc à
la dose déposée totale comme montré dans l’expression (1.15).
1
1
d
d
d
d
l
l
E
D z
L x
x
m m
m
x
§
·
ε
= =
=
=
¨
¸
©
¹
³
³
(1.15)
En faisant tendre la masse vers une quantité négligeable, on accède ensuite
à D la dose absorbée (ponctuelle).
Considérons cette fois le photon incident en faisant l’hypothèse que ce dernier interagisse par réaction Compton (diffusion du photon incident avec une
énergie dégradée et un angle de déflection et mise en mouvement par transfert
d’énergie à un électron lors de la collision) qui constitue l’essentiel des réactions dans les tissus humains pour les photons dans le domaine des énergies
dont nous nous préoccupons dans cet ouvrage. Nous sommes capables de dire
avec quelle probabilité cette interaction aura lieu dans le volume sensible ainsi
que l’énergie moyenne transférée à l’électron du volume sensible (section efficace et physique classique). En fonction de la dimension du volume sensible,
nous pouvons également estimer le nombre moyen de ces interactions dans ce
dernier. Cependant, lorsque ces interactions ont lieu, nous sommes incapables
de déterminer précisément où cette interaction va survenir dans le volume
sensible, ni avec quel angle sera émis l’électron secondaire mis en mouvement.
En conséquence, il est impossible de déterminer l’énergie communiquée ε par
ce dernier dans le volume sensible, puisqu’on ne peut connaître avec exactitude
le parcours que cet électron émergeant va effectuer dans ce volume sensible. À
ce stade, le calcul de la dose n’est donc pas envisageable. En revanche, la
grandeur physique accessible dans cette configuration que constitue l’énergie
transférée à la particule secondaire est à l’origine d’une grandeur dédiée uniquement aux rayonnements indirectement ionisants (photons et neutrons) : il
s’agit du « kerma moyen » qui est défini par le ratio de toute l’énergie transférée à des particules secondaires dans un milieu de masse m de tissu par cette
même masse m (1.16).
tr
E
K
m
=
(1.16)
Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
eD
dm
d
dx
dE
=
∝
ε
eȖ
?
=
dm
dε
dV,dm Ȗ’
eD
dm
d
dx
dE
=
∝
ε
eȖ
?
=
dm
dε
dV,dm Ȗ’
Figure 1.6 – Schéma de la distinction entre énergie communiquée et énergie spécifique.
Si l’on considère que le parcours de l’électron dans les tissus est très supérieur aux dimensions du site sensible, il est possible d’accéder à l’énergie communiquée moyenne ε sur la longueur de corde moyenne au moyen du transfert linéique d’énergie TLE. Nous avons admis qu’il était possible de définir
une expression analytique et par suite à l’énergie spécifique moyenne et donc à
la dose déposée totale comme montré dans l’expression (1.15).
1
1
d
d
d
d
l
l
E
D z
L x
x
m m
m
x
§
·
ε
= =
=
=
¨
¸
©
¹
³
³
(1.15)
En faisant tendre la masse vers une quantité négligeable, on accède ensuite
à D la dose absorbée (ponctuelle).
Considérons cette fois le photon incident en faisant l’hypothèse que ce dernier interagisse par réaction Compton (diffusion du photon incident avec une
énergie dégradée et un angle de déflection et mise en mouvement par transfert
d’énergie à un électron lors de la collision) qui constitue l’essentiel des réactions dans les tissus humains pour les photons dans le domaine des énergies
dont nous nous préoccupons dans cet ouvrage. Nous sommes capables de dire
avec quelle probabilité cette interaction aura lieu dans le volume sensible ainsi
que l’énergie moyenne transférée à l’électron du volume sensible (section efficace et physique classique). En fonction de la dimension du volume sensible,
nous pouvons également estimer le nombre moyen de ces interactions dans ce
dernier. Cependant, lorsque ces interactions ont lieu, nous sommes incapables
de déterminer précisément où cette interaction va survenir dans le volume
sensible, ni avec quel angle sera émis l’électron secondaire mis en mouvement.
En conséquence, il est impossible de déterminer l’énergie communiquée ε par
ce dernier dans le volume sensible, puisqu’on ne peut connaître avec exactitude
le parcours que cet électron émergeant va effectuer dans ce volume sensible. À
ce stade, le calcul de la dose n’est donc pas envisageable. En revanche, la
grandeur physique accessible dans cette configuration que constitue l’énergie
transférée à la particule secondaire est à l’origine d’une grandeur dédiée uniquement aux rayonnements indirectement ionisants (photons et neutrons) : il
s’agit du « kerma moyen » qui est défini par le ratio de toute l’énergie transférée à des particules secondaires dans un milieu de masse m de tissu par cette
même masse m (1.16).
tr
E
K
m
=
(1.16)