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Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
On remarquera que la présence d’un bouchon en matière de Z élevé (plomb
+ béton) atténue fortement le débit d’équivalent de dose ambiant (zone supérieure).
Détermination de la réponse d’un dosimètre au moyen d’un estimateur
de fluence
L’estimateur de la fluence moyenne dans un volume peut également
s’avérer utile pour calculer des réponses de dosimètres et plus généralement des
détecteurs de rayonnements. Il existe dans certains codes la possibilité de calculer directement à partir de cet estimateur un taux de réaction τR (e.g. carte
« fm » dans le code MCNP) en accord avec l’expression usuelle :
( ) ( )
R
a
R
d
v
E
E
E E
τ = ρ Φ
σ
³
(6.64)
Il y a aura lieu de choisir, dans la carte dévolue à ce type de traitement, la
section efficace de réaction ad hoc ; par exemple, pour déterminer le taux de
réaction (n,p) dans un détecteur neutron à
3 He ou le taux de réactions (n,α)
sur le
6
Li.
Nous venons de détailler l’obtention des grandeurs dosimétriques via les estimateurs de la grandeur physique de fluence. Dans ce qui suit, nous allons
mettre en évidence l’existence d’estimateurs permettant d’obtenir directement
les grandeurs dosimétriques dose et kerma.
6.12.2 Estimateur kerma pour les rayonnements
indirectement ionisants
Il y a lieu d’emblée de mentionner que le résultat des estimateurs que nous
allons citer dans ce qui suit est fortement assujetti à l’option de physique que
l’utilisateur peut spécifier dans le code de calcul et en particulier, au type de
particules que l’on choisit de transporter ou pas. Rappelons que le transport
des particules chargées est coûteux en temps de calcul – même si ces derniers
sont, a priori, gérés par une approche de type « multi-groupe » comme détaillé
au § 6.10. Il peut être judicieux par exemple de ne pas transporter les électrons. Nous allons voir l’impact que ce choix peut avoir sur les estimateurs de
dose proposés dans les codes Monte-Carlo.
Le premier estimateur de la grandeur kerma due aux rayonnements indirectement ionisants (i.e. neutrons, photons) est obtenu à partir de l’estimateur de
fluence moyenne dans un volume v
Φ selon l’application théorique de la formule du kerma vue au chapitre 2. Ainsi, pour un type de particule j indirectement ionisante (photon ou neutron) ayant une certaine énergie E et évoluant
dans un certain matériau, l’estimateur kerma est défini comme (6.65).
( )
( )
( ) ( )
( ) ( )
a
a
v
t
t r
t
t r
1
i i
j
s i
W d
K E
E
E E E
E E E
N
V
§
·
ρ
ρ
= Φ
σ
⇔
σ
¨
¸
ρ
ρ
©
¹
¦
(6.65)
Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
On remarquera que la présence d’un bouchon en matière de Z élevé (plomb
+ béton) atténue fortement le débit d’équivalent de dose ambiant (zone supérieure).
Détermination de la réponse d’un dosimètre au moyen d’un estimateur
de fluence
L’estimateur de la fluence moyenne dans un volume peut également
s’avérer utile pour calculer des réponses de dosimètres et plus généralement des
détecteurs de rayonnements. Il existe dans certains codes la possibilité de calculer directement à partir de cet estimateur un taux de réaction τR (e.g. carte
« fm » dans le code MCNP) en accord avec l’expression usuelle :
( ) ( )
R
a
R
d
v
E
E
E E
τ = ρ Φ
σ
³
(6.64)
Il y a aura lieu de choisir, dans la carte dévolue à ce type de traitement, la
section efficace de réaction ad hoc ; par exemple, pour déterminer le taux de
réaction (n,p) dans un détecteur neutron à
3 He ou le taux de réactions (n,α)
sur le
6
Li.
Nous venons de détailler l’obtention des grandeurs dosimétriques via les estimateurs de la grandeur physique de fluence. Dans ce qui suit, nous allons
mettre en évidence l’existence d’estimateurs permettant d’obtenir directement
les grandeurs dosimétriques dose et kerma.
6.12.2 Estimateur kerma pour les rayonnements
indirectement ionisants
Il y a lieu d’emblée de mentionner que le résultat des estimateurs que nous
allons citer dans ce qui suit est fortement assujetti à l’option de physique que
l’utilisateur peut spécifier dans le code de calcul et en particulier, au type de
particules que l’on choisit de transporter ou pas. Rappelons que le transport
des particules chargées est coûteux en temps de calcul – même si ces derniers
sont, a priori, gérés par une approche de type « multi-groupe » comme détaillé
au § 6.10. Il peut être judicieux par exemple de ne pas transporter les électrons. Nous allons voir l’impact que ce choix peut avoir sur les estimateurs de
dose proposés dans les codes Monte-Carlo.
Le premier estimateur de la grandeur kerma due aux rayonnements indirectement ionisants (i.e. neutrons, photons) est obtenu à partir de l’estimateur de
fluence moyenne dans un volume v
Φ selon l’application théorique de la formule du kerma vue au chapitre 2. Ainsi, pour un type de particule j indirectement ionisante (photon ou neutron) ayant une certaine énergie E et évoluant
dans un certain matériau, l’estimateur kerma est défini comme (6.65).
( )
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·
ρ
ρ
= Φ
σ
⇔
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ρ
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¹
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(6.65)