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Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
Calcul du mur primaire par la méthode des build-up
L’augmentation du nombre de photons due à la diffusion augmente la
fluence et donc la dose au point d’observation. Ainsi, pour estimer l’équivalent
de dose derrière une protection, l’équation (5.5) n’est pas suffisante pour
prendre en compte cette augmentation de la dose due à la diffusion des photons dans l’écran. Pour cela, afin de conserver des relations mathématiques
simples pour l’évaluation des doses derrières des écrans, le « facteur de buildup » a été utilisé à partir des années 1950 par White [35]. Ainsi, l’atténuation
n’est plus une fonction exponentielle pure, mais doit être corrigée d’un facteur
multiplicatif B, appelé « facteur d’accumulation » ou build-up factor. Le buildup est généralement dépendant du nombre de libres parcours moyens, également appelés longueurs de relaxation (μx) (ou « mfp » (mean free path)), de
l’énergie du rayonnement et de l’épaisseur de l’écran. En combinant l’équation
(5.5) avec l’augmentation due au build-up, on obtient alors les débits
d’équivalent de dose en faisceau large pour une source ponctuelle isotrope à
une distance d (en cm) selon les équations (5.10) pour un photon et (5.11)
pour une émission multi-raies.
( )
2
( , )exp
4
N
H
h B xE
x
d
Φ
§
·
μ
=
μ
− ρ
¨
¸
ρ
π
©
¹
&
&
(5.10)
( )
2
1
(
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4
i
i
i
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i
E
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×
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−
ρ
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¨
¸
ρ
π
© ¹
©
¹
¦
&
&
(5.11)
Pour une source ponctuelle isotrope, à une distance d (en mètre) derrière
une épaisseur de protection x de masse volumique ρ présentant une atténuation massique μ/ρ, on complète l’équation (5.7) avec le facteur d’accumulation
B pour obtenir le débit d’équivalent de dose à partir de l’équation (5.12).
( )
*
0 10
H &
est le débit d’équivalent de dose à un mètre sans protection.
( )
( )
§
·
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·
μ
=
× μ
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ρ
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0
*
2
10
10
( , ) exp
&
&
E
H
H
Bx E
x
d
(5.12)
Dans un premier temps, le build-up était évalué au moyen d’un compteur
Geiger-Müller [35]. Depuis, de nombreux travaux ont été menés pour calculer
ce facteur. Tanika et al. [34] ont recensé 51 publications concernant le build-up
entre 1950 et 1988. Si jusque dans les années 1970 le build-up était estimé en
ne prenant en compte que la diffusion Compton dans la protection, les méthodes de calcul évoluant notamment avec les codes Monte-Carlo, les build-up
estimés à partir des années 1980 intègrent l’ensemble des interactions pouvant
se produire dans la protection.
Notons qu’en toute rigueur, le facteur d’accumulation B(μx, E) est dépendant de la distance source-détecteur, de la forme de la source, ainsi que de la
hauteur de la protection. En pratique, la plupart de ces facteurs sont tabulés
pour les cas les plus défavorables, c’est-à-dire pour une distance sourcedétecteur égale à l’épaisseur de protection, une source ponctuelle et une hau-
Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
Calcul du mur primaire par la méthode des build-up
L’augmentation du nombre de photons due à la diffusion augmente la
fluence et donc la dose au point d’observation. Ainsi, pour estimer l’équivalent
de dose derrière une protection, l’équation (5.5) n’est pas suffisante pour
prendre en compte cette augmentation de la dose due à la diffusion des photons dans l’écran. Pour cela, afin de conserver des relations mathématiques
simples pour l’évaluation des doses derrières des écrans, le « facteur de buildup » a été utilisé à partir des années 1950 par White [35]. Ainsi, l’atténuation
n’est plus une fonction exponentielle pure, mais doit être corrigée d’un facteur
multiplicatif B, appelé « facteur d’accumulation » ou build-up factor. Le buildup est généralement dépendant du nombre de libres parcours moyens, également appelés longueurs de relaxation (μx) (ou « mfp » (mean free path)), de
l’énergie du rayonnement et de l’épaisseur de l’écran. En combinant l’équation
(5.5) avec l’augmentation due au build-up, on obtient alors les débits
d’équivalent de dose en faisceau large pour une source ponctuelle isotrope à
une distance d (en cm) selon les équations (5.10) pour un photon et (5.11)
pour une émission multi-raies.
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Pour une source ponctuelle isotrope, à une distance d (en mètre) derrière
une épaisseur de protection x de masse volumique ρ présentant une atténuation massique μ/ρ, on complète l’équation (5.7) avec le facteur d’accumulation
B pour obtenir le débit d’équivalent de dose à partir de l’équation (5.12).
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est le débit d’équivalent de dose à un mètre sans protection.
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Dans un premier temps, le build-up était évalué au moyen d’un compteur
Geiger-Müller [35]. Depuis, de nombreux travaux ont été menés pour calculer
ce facteur. Tanika et al. [34] ont recensé 51 publications concernant le build-up
entre 1950 et 1988. Si jusque dans les années 1970 le build-up était estimé en
ne prenant en compte que la diffusion Compton dans la protection, les méthodes de calcul évoluant notamment avec les codes Monte-Carlo, les build-up
estimés à partir des années 1980 intègrent l’ensemble des interactions pouvant
se produire dans la protection.
Notons qu’en toute rigueur, le facteur d’accumulation B(μx, E) est dépendant de la distance source-détecteur, de la forme de la source, ainsi que de la
hauteur de la protection. En pratique, la plupart de ces facteurs sont tabulés
pour les cas les plus défavorables, c’est-à-dire pour une distance sourcedétecteur égale à l’épaisseur de protection, une source ponctuelle et une hau-