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Radioprotection et ingénierie nucléaire
Atténuation du spectre β
Lors de leur pénétration dans la matière, les électrons vont interagir entraînant une perte
d’énergie. Cela conduira à la dégradation du spectre par :
– la disparition des électrons de plus faible énergie ;
– la diminution de l’énergie des électrons du spectre.
Ces deux phénomènes entraînent un déplacement du spectre aux basses énergies, là où le
pouvoir de ralentissement est le plus fort.
La variation de l’énergie cédée par un spectre β en fonction de l’épaisseur peut être représentée par une courbe du type de la figure 2.13.
Cette courbe n’est valable que pour l’atténuation du spectre β et présente (en coordonnées
semi-logarithmiques) une partie linéaire, entre 1/10 et 9/10 de la portée maximum des
électrons du spectre.
On peut donc considérer que l’énergie cédée varie exponentiellement sur cette plage.
Loevinger a donné l’expression de l’évolution de cette énergie cédée localement en fonction de l’épaisseur de matériau traversé dans l’air, l’eau et les milieux légers :
Ce facteur k est déterminé dans les deux milieux de référence choisis, grâce aux formules
suivantes :
– Pour l’air :
en cm 2 >g
–1
– Pour l’eau et les matériaux légers :
en cm
2
>g
–1
Dans les trois relations précédentes l’énergie est exprimée en MeV.
Pouvoir d’ionisation
De la même façon que pour le pouvoir de ralentissement, on peut définir l’ionisation
spécifique I s comme étant le nombre de paires d’ions créées dI par unité de parcours dx :
Figure 2.13. Atténuation de l’énergie cédée par un spectre β en fonction de la portée.
ln Ec
1/10
9/10
Domaine d'utilisation
Portée
Epaisseur
E cédée x
( ) E cédée 0
( ) e
k␳x
Ϫ
ϫ
ϭ
k
16
E ␤ max
0 036
,
Ϫ
(
)
1 4
,
------------------------------------------------ϭ
k
18 6
,
E ␤ max
0 036
,
Ϫ
(
)
1 37
,
--------------------------------------------------- -
ϭ
I s
dI
dx
----- -
ϭ