Interaction des rayonnements ionisants dans les tissus
77
2.2.5 Calcul du kerma pour les photons
Pour les raisons évoquées au chapitre précédent, la seule grandeur dosimétrique instantanément accessible par calcul pour les rayonnements indirectement ionisants est le kerma, qui caractérise en un point du tissu l’énergie
moyenne transférée par unité de masse. Nous avons établi, dans les paragraphes précédents, des relations permettant de calculer cette énergie transférée moyenne selon le type d’interaction photonique. Toutefois, typiquement
entre 50 et 100 keV, deux effets sont susceptibles de se produire dans les tissus : Compton et photoélectrique. L’énergie moyenne transférée sera donc une
composition des énergies moyennes transférées lors de ces deux effets, plus
exactement une moyenne pondérée sur les sections efficaces microscopiques de
chacun des effets exprimée selon (2.49).
c,total tr c
pe tr pe
tr
c,total
pe
E
E
E
σ
+σ
=
σ
+σ
(2.49)
On notera que cette énergie moyenne transférée est, de fait, l’énergie
moyenne des électrons secondaires mis en mouvement lors des collisions de
photons dans le milieu.
tr
e
E
T −
=
La figure 2.22 donne un diagramme schématique du spectre énergétique des
électrons secondaires mis en mouvement et de l’énergie moyenne transférée à
ces derniers pour ce domaine d’énergie.
Figure 2.22 – Diagramme schématique de l’énergie transférée moyenne dans un tissu
pour une énergie de photon comprise entre environ 50 et 100 keV.
À titre de comparaison, l’énergie moyenne du spectre d’électrons secondaires est plus importante dans l’aluminium que dans les tissus mous ; pour
une énergie de photons de 80 keV e
e
(alu) 2 (tm)
T
T
−
−
≅
, ce qui s’explique par
l’importance à cette énergie de l’effet photoélectrique pour l’aluminium présentant un numéro atomique Z plus élevé : σ pe (alu) σ pe (tm) . L’importance de
cet effet se traduit sur le diagramme de la figure 2.23 par un déplacement de
l’énergie moyenne transférée dans l’aluminium vers l’énergie du photoélectron.
Afin de traduire la proportion de l’énergie du photon primaire transférée
aux électrons secondaires, par unité de longueur du milieu traversé, on définit
le coefficient de transfert en énergie μtr dont l’unité est le cm
–1
.
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2.2.5 Calcul du kerma pour les photons
Pour les raisons évoquées au chapitre précédent, la seule grandeur dosimétrique instantanément accessible par calcul pour les rayonnements indirectement ionisants est le kerma, qui caractérise en un point du tissu l’énergie
moyenne transférée par unité de masse. Nous avons établi, dans les paragraphes précédents, des relations permettant de calculer cette énergie transférée moyenne selon le type d’interaction photonique. Toutefois, typiquement
entre 50 et 100 keV, deux effets sont susceptibles de se produire dans les tissus : Compton et photoélectrique. L’énergie moyenne transférée sera donc une
composition des énergies moyennes transférées lors de ces deux effets, plus
exactement une moyenne pondérée sur les sections efficaces microscopiques de
chacun des effets exprimée selon (2.49).
c,total tr c
pe tr pe
tr
c,total
pe
E
E
E
σ
+σ
=
σ
+σ
(2.49)
On notera que cette énergie moyenne transférée est, de fait, l’énergie
moyenne des électrons secondaires mis en mouvement lors des collisions de
photons dans le milieu.
tr
e
E
T −
=
La figure 2.22 donne un diagramme schématique du spectre énergétique des
électrons secondaires mis en mouvement et de l’énergie moyenne transférée à
ces derniers pour ce domaine d’énergie.
Figure 2.22 – Diagramme schématique de l’énergie transférée moyenne dans un tissu
pour une énergie de photon comprise entre environ 50 et 100 keV.
À titre de comparaison, l’énergie moyenne du spectre d’électrons secondaires est plus importante dans l’aluminium que dans les tissus mous ; pour
une énergie de photons de 80 keV e
e
(alu) 2 (tm)
T
T
−
−
≅
, ce qui s’explique par
l’importance à cette énergie de l’effet photoélectrique pour l’aluminium présentant un numéro atomique Z plus élevé : σ pe (alu) σ pe (tm) . L’importance de
cet effet se traduit sur le diagramme de la figure 2.23 par un déplacement de
l’énergie moyenne transférée dans l’aluminium vers l’énergie du photoélectron.
Afin de traduire la proportion de l’énergie du photon primaire transférée
aux électrons secondaires, par unité de longueur du milieu traversé, on définit
le coefficient de transfert en énergie μtr dont l’unité est le cm
–1
.