Monte-Carlo appliqué aux calculs de dosimétrie et de radioprotection 439
À chaque fois qu’une particule dépose l’énergie communiquée ε dans le volume sensible, son poids est comptabilisé. Cette opération est effectuée pour
l’ensemble des énergies communiquées possibles et pour chaque type de particules. Pour une particule entrant avec une énergie Ei, on déduit l’estimateur
« dose-impulsion » en pondérant le poids de cette dernière par l’énergie communiquée dans le volume V, le tout moyenné sur la masse m = ρV du volume
sensible :
(
)
i
f
imp
W E E
W
D
V
m
−
ε
=
=
ρ
(6.67)
Ainsi, pour l’ensemble des particules directement et indirectement ionisantes qui traversent le volume sensible, l’estimateur dans ce même volume est
décrit par l’expression (6.68).
imp
s
1
i i
i
W
D
N
m
ε
=
¦
(6.68)
Le fait de devoir comptabiliser tout type de particules entrant dans le volume V, directement comme indirectement ionisantes, impose le transport des
particules secondaires chargées. Ainsi, en présence d’une source d’émission
photonique, il y a nécessairement lieu de transporter les électrons. Par ailleurs,
mentionnons qu’il est fondamental que le transport des différentes particules
soit traité de façon « analogique » et non implicite. Par défaut, le traitement
du suivi des neutrons peut être implicite dans certains codes (e.g. MCNP).
Dans le cas contraire, les résultats obtenus sont, de fait, aberrants. Cette exigence de traitement s’avère également coûteuse en temps. Notons enfin que
l’estimateur « dose-impulsion » fournit le résultat exact de la dose moyenne
absorbée dans un volume V. Pour s’en convaincre, le lecteur pourra se référer
au § 6.13.2 dans lequel une étude relative au calcul de grandeurs de protection
compare cet estimateur avec l’estimateur du kerma précédent pour des photons de 1 à 10 MeV, pour des volumes sensibles importants.
6.12.4 Estimateur dose pour les particules chargées
Cet estimateur ne comptabilise que l’énergie cédée par les particules chargées dans un milieu. Il nécessite également, par définition, le transport des
particules chargées (e.g. mode de transport des électrons mode E ou carte
NCIA dans MCNP pour activer le transport des ions légers produits lors des
interactions nucléaires et les noyaux de reculs). En continuant sur la thématique étudiée des photons, cet estimateur est fortement conseillé dès lors que
les photons et les électrons sont transportés dans la scène. Seule l’énergie déposée par les électrons secondaires mis en mouvement par les photons sera comptabilisée, en accord avec la méthode de calcul de dépôt d’énergie le long de
segments élémentaires s, développé au § 6.10 précédent. Pour un électron, le
comptage se fait de la façon suivante :
À chaque fois qu’une particule dépose l’énergie communiquée ε dans le volume sensible, son poids est comptabilisé. Cette opération est effectuée pour
l’ensemble des énergies communiquées possibles et pour chaque type de particules. Pour une particule entrant avec une énergie Ei, on déduit l’estimateur
« dose-impulsion » en pondérant le poids de cette dernière par l’énergie communiquée dans le volume V, le tout moyenné sur la masse m = ρV du volume
sensible :
(
)
i
f
imp
W E E
W
D
V
m
−
ε
=
=
ρ
(6.67)
Ainsi, pour l’ensemble des particules directement et indirectement ionisantes qui traversent le volume sensible, l’estimateur dans ce même volume est
décrit par l’expression (6.68).
imp
s
1
i i
i
W
D
N
m
ε
=
¦
(6.68)
Le fait de devoir comptabiliser tout type de particules entrant dans le volume V, directement comme indirectement ionisantes, impose le transport des
particules secondaires chargées. Ainsi, en présence d’une source d’émission
photonique, il y a nécessairement lieu de transporter les électrons. Par ailleurs,
mentionnons qu’il est fondamental que le transport des différentes particules
soit traité de façon « analogique » et non implicite. Par défaut, le traitement
du suivi des neutrons peut être implicite dans certains codes (e.g. MCNP).
Dans le cas contraire, les résultats obtenus sont, de fait, aberrants. Cette exigence de traitement s’avère également coûteuse en temps. Notons enfin que
l’estimateur « dose-impulsion » fournit le résultat exact de la dose moyenne
absorbée dans un volume V. Pour s’en convaincre, le lecteur pourra se référer
au § 6.13.2 dans lequel une étude relative au calcul de grandeurs de protection
compare cet estimateur avec l’estimateur du kerma précédent pour des photons de 1 à 10 MeV, pour des volumes sensibles importants.
6.12.4 Estimateur dose pour les particules chargées
Cet estimateur ne comptabilise que l’énergie cédée par les particules chargées dans un milieu. Il nécessite également, par définition, le transport des
particules chargées (e.g. mode de transport des électrons mode E ou carte
NCIA dans MCNP pour activer le transport des ions légers produits lors des
interactions nucléaires et les noyaux de reculs). En continuant sur la thématique étudiée des photons, cet estimateur est fortement conseillé dès lors que
les photons et les électrons sont transportés dans la scène. Seule l’énergie déposée par les électrons secondaires mis en mouvement par les photons sera comptabilisée, en accord avec la méthode de calcul de dépôt d’énergie le long de
segments élémentaires s, développé au § 6.10 précédent. Pour un électron, le
comptage se fait de la façon suivante :