360
Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
Pour illustrer cette approche, considérons un accélérateur produisant un
faisceau d’électrons d’énergie de 40 MeV et d’intensité 1 mA intercepté par
une cible épaisse de tungstène. Nous nous proposons de calculer le débit
d’équivalent de dose à cinq mètres de la cible pour 0 et 90° derrière un mètre
de béton de densité 2,35.
Dans un premier temps, calculons les débits d’équivalent de dose photons à
un mètre sans protection :
Le chapitre 4 donne :
( )
( )
*
1
1
1
0,
*
1
1
1
0,
0
600 Sv h μA soit 600 000 Sv h pour 1 mA
90
2 Sv h μA soit 2000 Sv h pour 1 mA
H
H
−
−
−
γ
−
−
−
γ
° =
⋅
⋅
⋅
° =
⋅
⋅
⋅
&
&
Le seuil de la réaction photonucléaire (γ,n) étant de 8,41 MeV [12], cette
installation sera responsable de l’émission secondaire de neutrons. Aussi, dans
un deuxième temps, on procède au calcul des débits d’équivalent de dose imputables à cette source de neutrons à un mètre sans protection :
Le chapitre 4 donne :
3
*
1 7
1 7
1
0,n
19
1 10
3 10 Sv/e soit 3 10
3600 675 Sv h
1,6 10
H
−
−
−
−
−
−
⋅
= ⋅
⋅
×
×
=
⋅
⋅
&
Dans un troisième temps, estimons les transmissions pour les photons à 0 et
90°.
À 0°, la lecture de la valeur pour 100 cm et une énergie E0 de 40 MeV conduit à une transmission de T γ (0°, 100 cm) = 1,1·10
–2 (figure 5.15).
À 90°, pour 100 cm et une énergie E0 de 2/3 × 40 = 27 MeV sur la courbe
de la figure 5.15, nous obtenons T γ (90°, 100 cm) = 0,9·10
–2
.
Enfin, dans un quatrième temps, nous estimons les transmissions pour les
neutrons.
Comme l’énergie seuil de la réaction (γ,n) est de 8 MeV [12], l’énergie
maximale des neutrons sera de 40 – 8 = 32 MeV. Nous pouvons donc prendre
une longueur d’atténuation de 300 kg·m
–2
, soit :
( )
4
n
1 2350
1
exp
4 10
300
T
−
§
·
×
=
−
= ⋅
¨
¸
©
¹
Il vient alors :
*
2
4
2
0
2
2
600 000
675
1,1 10
4 10
260 1 10
260 Sv/h
5
5
H
−
−
−
° =
×
⋅
+
× ⋅
=
+ ⋅
=
&
*
2
4
2
90
2
2
2000
675
0,9 10
4 10
0,7 1 10
710 mSv/h
5
5
H
−
−
−
° =
×
⋅
+
× ⋅
=
+ ⋅
=
&
Ce calcul suscite quelques commentaires.
Une épaisseur de 1 mètre de béton n’est pas suffisante pour être en conformité avec un objectif de radioprotection conforme pour un accélérateur
d’électrons, l’équivalent de dose à 0° est bien supérieur à celui de 90°,
l’équivalent de dose neutrons à ces énergies est négligeable par rapport à celui
dû aux photons.
Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
Pour illustrer cette approche, considérons un accélérateur produisant un
faisceau d’électrons d’énergie de 40 MeV et d’intensité 1 mA intercepté par
une cible épaisse de tungstène. Nous nous proposons de calculer le débit
d’équivalent de dose à cinq mètres de la cible pour 0 et 90° derrière un mètre
de béton de densité 2,35.
Dans un premier temps, calculons les débits d’équivalent de dose photons à
un mètre sans protection :
Le chapitre 4 donne :
( )
( )
*
1
1
1
0,
*
1
1
1
0,
0
600 Sv h μA soit 600 000 Sv h pour 1 mA
90
2 Sv h μA soit 2000 Sv h pour 1 mA
H
H
−
−
−
γ
−
−
−
γ
° =
⋅
⋅
⋅
° =
⋅
⋅
⋅
&
&
Le seuil de la réaction photonucléaire (γ,n) étant de 8,41 MeV [12], cette
installation sera responsable de l’émission secondaire de neutrons. Aussi, dans
un deuxième temps, on procède au calcul des débits d’équivalent de dose imputables à cette source de neutrons à un mètre sans protection :
Le chapitre 4 donne :
3
*
1 7
1 7
1
0,n
19
1 10
3 10 Sv/e soit 3 10
3600 675 Sv h
1,6 10
H
−
−
−
−
−
−
⋅
= ⋅
⋅
×
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=
⋅
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&
Dans un troisième temps, estimons les transmissions pour les photons à 0 et
90°.
À 0°, la lecture de la valeur pour 100 cm et une énergie E0 de 40 MeV conduit à une transmission de T γ (0°, 100 cm) = 1,1·10
–2 (figure 5.15).
À 90°, pour 100 cm et une énergie E0 de 2/3 × 40 = 27 MeV sur la courbe
de la figure 5.15, nous obtenons T γ (90°, 100 cm) = 0,9·10
–2
.
Enfin, dans un quatrième temps, nous estimons les transmissions pour les
neutrons.
Comme l’énergie seuil de la réaction (γ,n) est de 8 MeV [12], l’énergie
maximale des neutrons sera de 40 – 8 = 32 MeV. Nous pouvons donc prendre
une longueur d’atténuation de 300 kg·m
–2
, soit :
( )
4
n
1 2350
1
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4 10
300
T
−
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·
×
=
−
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Il vient alors :
*
2
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600 000
675
1,1 10
4 10
260 1 10
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5
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H
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−
−
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×
⋅
+
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710 mSv/h
5
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−
−
−
° =
×
⋅
+
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=
+ ⋅
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Ce calcul suscite quelques commentaires.
Une épaisseur de 1 mètre de béton n’est pas suffisante pour être en conformité avec un objectif de radioprotection conforme pour un accélérateur
d’électrons, l’équivalent de dose à 0° est bien supérieur à celui de 90°,
l’équivalent de dose neutrons à ces énergies est négligeable par rapport à celui
dû aux photons.