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Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
Premiers enseignements : il s’agit d’un spectre pour lequel l’énergie du photon Compton est maximale pour θ = 0° et minimale pour θ = 180°. On remarquera, de plus, que l’énergie d’un photon diffusé à angle droit est inférieure à
0,511 MeV et que celle d’un photon rétrodiffusé à 180° est inférieure à
0,255 MeV, quelle que soit l’énergie du photon incident. Cette propriété aux
angles extrêmes sera exploitée lors des calculs de protection liés au rayonnement
diffusé abordé au chapitre 5. L’énergie transférée à l’électron Compton s’obtient
par soustraction de cette énergie à l’énergie du photon initiale selon (2.32).
(
)
(
)
2
'
2
1 cos
1 cos
c
c
o
E
T E E
T
m c E
γ
γ
γ
γ
−
θ
=
−
⇔
=
+
−
θ
(2.32)
Cette énergie est donc minimale pour l’angle θ = 0° et maximale pour θ =
180° et donne lieu à l’expression (2.33).
2
max
4
avec
(MeV)
4
1
c
E
T
E
E
γ
γ
γ
≈
+
(2.33)
Le tableau 2.4 donne l’évolution de cette énergie maximale transférable à
un électron lors du processus Compton.
E γ (MeV)
0,05
0,1
0,2
0,5
1
2
5
10
Tc max (MeV)
0,0085
0,028
0,088
0,33
0,8
1,78
4,76
9,75
Tc max / E γ
0,17
0,28
0,45
0,66
0,8
0,9
0,95
0,975
Tableau 2.4 – Variation de l’énergie de l’électron Compton maximale en fonction de
l’énergie du photon incident.
On notera que plus l’énergie du photon incident augmente, plus cette énergie maximale susceptible d’être emportée par l’électron Compton devient importante ; cette propriété est illustrée dans la courbe de la figure 2.14. Aux
fortes énergies, l’énergie minimale emportée par le photon Compton
'
min
max
(
)
c
E
E T
γ
γ
=
−
dans la condition limite où ce dernier rétrodiffuse (θ =
180°) est bornée par l’asymptote à 0,255 MeV.
0.01
0.1
1
10
0.0
0.5
1.0
T
c max
/Eγ
E γ (MeV)
E γ min =255 keV
Figure 2.14 – Variation du quotient de l’énergie maximale de l’électron Compton sur
l’énergie du photon incident.