404
Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
Caractérisons maintenant les paramètres de l’électron Compton qui, nous
l’avons admis, intéresse davantage le dosimétriste. Son énergie s’obtient selon
la soustraction suivante :
e
L
T
E E E
−
γ
γ ′
=
−
−
En négligeant l’énergie de liaison EL de l’électron sur son orbite (une dizaine
d’eV), on obtient :
e
800 341 459 keV
T − ≅
−
=
Enfin, calculons l’angle ϕ avec lequel l’électron Compton est mis en mouvement (cf. chapitre 2), fonction de l’énergie du photon incident et de l’angle
de déviation θ du photon Compton :
( )
0,8
82
cot
1
tan
1
tan
2,22
0,511
2
0,511
2 180
cot 2,22
24
E
a
γ
§
·
§ · §
·
§
·
θ
π
ϕ = +
= +
=
¨
¸
¨ ¸ ¨
¸
¨
¸
© ¹ ©
¹
©
¹
©
¹
ϕ =
= °
Notons que les codes Monte-Carlo sont en capacité de simuler l’ensemble de
la cascade électromagnétique ; ainsi, si le mode de transport des électrons est
activé, les électrons mis en mouvement lors des collisions photoniques sont à
leur tour suivis. Il en est de même pour les noyaux de recul dans le cas de
l’interaction des neutrons. Ajoutons enfin que les rayonnements X issus du
réarrangement du cortège électronique peuvent également être suivis.
Pour des énergies de photons incidents inférieures à 1,4 MeV, une méthode
combinant la méthode détaillée ci-dessus avec la méthode de réjection est utilisée. Nous ne la développerons pas ici.
6.5 Notion de poids statistique, transport
analogique et implicite
La nature stochastique du calcul de type Monte-Carlo implique la spécificité suivante : à chaque particule transportée est associé un poids statistique W
(weight). On notera que, à chaque particule émise par la source, est assigné par
défaut un poids de 1.
Pour le suivi du transport des particules, deux approches sont possibles :
analogique et implicite. Dans l’approche analogique, dans laquelle la physique
réelle est « jouée », une simulation directe est effectuée. Ce mode de suivi
n’induit pas de changement de poids statistique de la particule. Notons au
passage qu’avec cette approche chaque particule créée lors d’une collision est
transportée avec le même poids que la particule qui lui a donné naissance.
Pour illustrer cette approche, considérons un flux de neutrons interagissant sur
une cible d’hydrogène. Dans l’approche analogique, lorsque le neutron interagit, l’énergie et l’angle du proton de recul et du neutron diffusé sont échantillonnés sur la base des données d’entrée du neutron incident (son énergie, son
angle…) et des lois de conservation (moment, masse…). Ainsi en reprenant cet
Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
Caractérisons maintenant les paramètres de l’électron Compton qui, nous
l’avons admis, intéresse davantage le dosimétriste. Son énergie s’obtient selon
la soustraction suivante :
e
L
T
E E E
−
γ
γ ′
=
−
−
En négligeant l’énergie de liaison EL de l’électron sur son orbite (une dizaine
d’eV), on obtient :
e
800 341 459 keV
T − ≅
−
=
Enfin, calculons l’angle ϕ avec lequel l’électron Compton est mis en mouvement (cf. chapitre 2), fonction de l’énergie du photon incident et de l’angle
de déviation θ du photon Compton :
( )
0,8
82
cot
1
tan
1
tan
2,22
0,511
2
0,511
2 180
cot 2,22
24
E
a
γ
§
·
§ · §
·
§
·
θ
π
ϕ = +
= +
=
¨
¸
¨ ¸ ¨
¸
¨
¸
© ¹ ©
¹
©
¹
©
¹
ϕ =
= °
Notons que les codes Monte-Carlo sont en capacité de simuler l’ensemble de
la cascade électromagnétique ; ainsi, si le mode de transport des électrons est
activé, les électrons mis en mouvement lors des collisions photoniques sont à
leur tour suivis. Il en est de même pour les noyaux de recul dans le cas de
l’interaction des neutrons. Ajoutons enfin que les rayonnements X issus du
réarrangement du cortège électronique peuvent également être suivis.
Pour des énergies de photons incidents inférieures à 1,4 MeV, une méthode
combinant la méthode détaillée ci-dessus avec la méthode de réjection est utilisée. Nous ne la développerons pas ici.
6.5 Notion de poids statistique, transport
analogique et implicite
La nature stochastique du calcul de type Monte-Carlo implique la spécificité suivante : à chaque particule transportée est associé un poids statistique W
(weight). On notera que, à chaque particule émise par la source, est assigné par
défaut un poids de 1.
Pour le suivi du transport des particules, deux approches sont possibles :
analogique et implicite. Dans l’approche analogique, dans laquelle la physique
réelle est « jouée », une simulation directe est effectuée. Ce mode de suivi
n’induit pas de changement de poids statistique de la particule. Notons au
passage qu’avec cette approche chaque particule créée lors d’une collision est
transportée avec le même poids que la particule qui lui a donné naissance.
Pour illustrer cette approche, considérons un flux de neutrons interagissant sur
une cible d’hydrogène. Dans l’approche analogique, lorsque le neutron interagit, l’énergie et l’angle du proton de recul et du neutron diffusé sont échantillonnés sur la base des données d’entrée du neutron incident (son énergie, son
angle…) et des lois de conservation (moment, masse…). Ainsi en reprenant cet