Principes généraux de protection contre l’exposition externe
373
prennent en compte les phénomènes physiques suivants : l’effet photoélectrique, diffusions cohérente et incohérente, production de paires, sources de
rayonnement dues au rayonnement de freinage et à la fluorescence.
Ces facteurs ont été calculés pour 22 épaisseurs comprises entre 0,5 et 50
longueurs de relaxation et 195 groupes en énergies entre 15 keV et 10 MeV.
Contrairement à Microshield, Mercurad utilise une méthode spécifique pour
déterminer le facteur d’accumulation dans deux écrans successifs. Il s’agit de la
formule décrite par Suteau et al. [33] donnée par l’équation (5.43).
1
1
1,2
1
2
2
1
2
1,2
1
2
2
2
B (X )
B (X ,X )
B (X X )F (X ,X )
B (X )
=
+
(5.43)
Les paramètres de cette équation sont : X1 et X2 les épaisseurs respectives des
écrans 1 et 2 ; B1 et B2 les facteurs d’accumulations respectifs des écrans 1 et
2 ; F1,2(X1,X2) dépend de nombreux paramètres déterminés à partir de calculs
de transport réalisés avec Twodant.
Pour une succession d’écrans (plus de deux), Mercurad utilise un procédé
itératif. Chaque itération comprend deux étapes : calcul du facteur
d’accumulation des deux premiers écrans suivant la formule (5.43) ; les deux
écrans sont remplacés par un écran unique équivalent composé d’un élément
chimique unique (il a le même facteur d’accumulation que les deux écrans et
son épaisseur en longueurs de relaxation est la même que celle des deux
écrans) ; à la fin de la première itération, le calcul peut donc être entrepris
pour un 3
e écran à l’aide de l’écran équivalent et ainsi de suite.
Pour illustrer la problématique multi-écrans, reprenons l’exemple du
§ 5.4.2, permettant le « Calcul du débit de dose à un mètre d’une source de
photons de 1 MeV et 3,7·10
10 (γ)·s
–1 derrière un premier écran de 1 cm de
plomb, puis un second de 10 cm d’eau et calcul inverse (eau puis plomb) ».
Cas
Microshield*
Mercurad
Méthode
semi-empirique
(équation 5.16)
Monte-Carlo
Plomb puis eau
1,7 ou 3 mSv/h
3,2 mSv/h
3 mSv/h
2,45 mSv/h
Eau puis plomb
1,7 ou 3 mSv/h
2,2 mSv/h
2,7 mSv/h
2,15 mSv/h
* En fonction du choix des paramètres de l’utilisateur, deux résultats différents sont donnés. La
méthode de calcul de Microshield ne prend pas en compte la position des écrans.
Tableau 5.9 – Résultats de calculs de divers codes pour le calcul multi-écrans.
En prenant pour référence le résultat du calcul Monte-Carlo, on remarque
sur le tableau 5.9 que le calcul avec Mercurad donne le meilleur résultat. Ceci
est dû à la méthode d’évaluation des build-up, beaucoup plus performante
dans le cas des problèmes à multi-écrans.
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prennent en compte les phénomènes physiques suivants : l’effet photoélectrique, diffusions cohérente et incohérente, production de paires, sources de
rayonnement dues au rayonnement de freinage et à la fluorescence.
Ces facteurs ont été calculés pour 22 épaisseurs comprises entre 0,5 et 50
longueurs de relaxation et 195 groupes en énergies entre 15 keV et 10 MeV.
Contrairement à Microshield, Mercurad utilise une méthode spécifique pour
déterminer le facteur d’accumulation dans deux écrans successifs. Il s’agit de la
formule décrite par Suteau et al. [33] donnée par l’équation (5.43).
1
1
1,2
1
2
2
1
2
1,2
1
2
2
2
B (X )
B (X ,X )
B (X X )F (X ,X )
B (X )
=
+
(5.43)
Les paramètres de cette équation sont : X1 et X2 les épaisseurs respectives des
écrans 1 et 2 ; B1 et B2 les facteurs d’accumulations respectifs des écrans 1 et
2 ; F1,2(X1,X2) dépend de nombreux paramètres déterminés à partir de calculs
de transport réalisés avec Twodant.
Pour une succession d’écrans (plus de deux), Mercurad utilise un procédé
itératif. Chaque itération comprend deux étapes : calcul du facteur
d’accumulation des deux premiers écrans suivant la formule (5.43) ; les deux
écrans sont remplacés par un écran unique équivalent composé d’un élément
chimique unique (il a le même facteur d’accumulation que les deux écrans et
son épaisseur en longueurs de relaxation est la même que celle des deux
écrans) ; à la fin de la première itération, le calcul peut donc être entrepris
pour un 3
e écran à l’aide de l’écran équivalent et ainsi de suite.
Pour illustrer la problématique multi-écrans, reprenons l’exemple du
§ 5.4.2, permettant le « Calcul du débit de dose à un mètre d’une source de
photons de 1 MeV et 3,7·10
10 (γ)·s
–1 derrière un premier écran de 1 cm de
plomb, puis un second de 10 cm d’eau et calcul inverse (eau puis plomb) ».
Cas
Microshield*
Mercurad
Méthode
semi-empirique
(équation 5.16)
Monte-Carlo
Plomb puis eau
1,7 ou 3 mSv/h
3,2 mSv/h
3 mSv/h
2,45 mSv/h
Eau puis plomb
1,7 ou 3 mSv/h
2,2 mSv/h
2,7 mSv/h
2,15 mSv/h
* En fonction du choix des paramètres de l’utilisateur, deux résultats différents sont donnés. La
méthode de calcul de Microshield ne prend pas en compte la position des écrans.
Tableau 5.9 – Résultats de calculs de divers codes pour le calcul multi-écrans.
En prenant pour référence le résultat du calcul Monte-Carlo, on remarque
sur le tableau 5.9 que le calcul avec Mercurad donne le meilleur résultat. Ceci
est dû à la méthode d’évaluation des build-up, beaucoup plus performante
dans le cas des problèmes à multi-écrans.