Introduction
Ce chapitre est basé sur la relation fondamentale qui lie le couple (émetteur – récepteur)
en physique. En radioprotection, l’émetteur est constitué dans notre cas particulier par une
source radioactive ou un générateur de rayonnements (tube à rayons X, accélérateur). Le
récepteur est quant à lui représenté par un détecteur inerte de rayonnements de type radiomètre, compteur, dosimètre ou spectromètre, étudié et décrit au chapitre 4. L’homme face
aux rayonnements est considéré à ce niveau comme un « détecteur » particulier, mettant
en évidence les effets des rayonnements sur la matière vivante.
L’objectif de ce chapitre est la description des concepts de base qui permettent de passer
de l’émetteur au récepteur, donc de la source au dosimètre et du dosimètre à l’homme que
l’on cherche à protéger. Il convient donc de caractériser les rayonnements et de les classer
selon leur nature et leurs modes d’interaction.
Nous nous intéresserons dans un premier temps à l’atténuation des photons X ou γ en vertu
de la dualité onde corpuscule. Classés souvent non rigoureusement comme des rayonnements non ionisants, il est préférable d’insister sur le caractère aléatoire, probabiliste des
interactions qui conduisent à une perte en nombre des photons à la traversée d’un milieu.
Sur un plan quantitatif, le résultat des interactions est caractérisé par un jeu de coefficients
macroscopiques décrivant le phénomène d’atténuation des photons comme une combinaison d’effets relatifs à l’absorption et à la diffusion de ces photons que l’on peut relier
aux sections efficaces.
Dans un deuxième temps, nous étudierons les particules chargées en séparant les particules légères (électrons) et les particules lourdes directement générées ou indirectement
mises en mouvement par des photons ou encore des neutrons. Les interactions entre particules chargées sont donc de nature coulombienne et systématique contrairement aux
photons et conduisent à un ralentissement de ces particules qui perdent leur énergie sur
leur parcours par collision (production de rayonnement de freinage). Les coefficients associés sont les pouvoirs d’arrêt ou pouvoirs de ralentissement et le transfert linéique
d’énergie.
L’interaction des neutrons classés en fonction de l’énergie est aussi traitée notamment avec
le tissu biologique.
Concepts de base
2
Bruno Lauwers, Didier Paul
et Isabelle Aubineau-Lanièce
Ce chapitre est basé sur la relation fondamentale qui lie le couple (émetteur – récepteur)
en physique. En radioprotection, l’émetteur est constitué dans notre cas particulier par une
source radioactive ou un générateur de rayonnements (tube à rayons X, accélérateur). Le
récepteur est quant à lui représenté par un détecteur inerte de rayonnements de type radiomètre, compteur, dosimètre ou spectromètre, étudié et décrit au chapitre 4. L’homme face
aux rayonnements est considéré à ce niveau comme un « détecteur » particulier, mettant
en évidence les effets des rayonnements sur la matière vivante.
L’objectif de ce chapitre est la description des concepts de base qui permettent de passer
de l’émetteur au récepteur, donc de la source au dosimètre et du dosimètre à l’homme que
l’on cherche à protéger. Il convient donc de caractériser les rayonnements et de les classer
selon leur nature et leurs modes d’interaction.
Nous nous intéresserons dans un premier temps à l’atténuation des photons X ou γ en vertu
de la dualité onde corpuscule. Classés souvent non rigoureusement comme des rayonnements non ionisants, il est préférable d’insister sur le caractère aléatoire, probabiliste des
interactions qui conduisent à une perte en nombre des photons à la traversée d’un milieu.
Sur un plan quantitatif, le résultat des interactions est caractérisé par un jeu de coefficients
macroscopiques décrivant le phénomène d’atténuation des photons comme une combinaison d’effets relatifs à l’absorption et à la diffusion de ces photons que l’on peut relier
aux sections efficaces.
Dans un deuxième temps, nous étudierons les particules chargées en séparant les particules légères (électrons) et les particules lourdes directement générées ou indirectement
mises en mouvement par des photons ou encore des neutrons. Les interactions entre particules chargées sont donc de nature coulombienne et systématique contrairement aux
photons et conduisent à un ralentissement de ces particules qui perdent leur énergie sur
leur parcours par collision (production de rayonnement de freinage). Les coefficients associés sont les pouvoirs d’arrêt ou pouvoirs de ralentissement et le transfert linéique
d’énergie.
L’interaction des neutrons classés en fonction de l’énergie est aussi traitée notamment avec
le tissu biologique.
Concepts de base
2
Bruno Lauwers, Didier Paul
et Isabelle Aubineau-Lanièce