3 - Grandeurs radiométriques et dosimétrie
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secondaires émises dans le milieu autour de la cavité (voir paragraphe 4.2.3). Ce principe
représente toutefois une idéalisation. En effet, en particulier pour les neutrons, les conditions de « petites cavités » ne sont pas nécessairement remplies en même temps pour
toutes les particules chargées émises suivant leur type et leur énergie, d’autant que ces
particules pénètrent dans la cavité après avoir été ralenties dans le milieu (Tableau 3.3).
Ces difficultés sont approximativement résolues par le théorème de Fano selon lequel pour
un milieu de composition donnée, le flux de particules secondaires est indépendant de la
densité et des variations de densité du milieu, pourvu que les sections efficaces d’interaction
des rayonnements primaires et les pouvoirs d’arrêt soient indépendants de la densité du
milieu. En pratique, les compositions du milieu et du gaz ne sont pas strictement identiques.
De plus, les gaz et parois des compteurs proportionnels doivent répondre à des critères particuliers, liés par exemple, pour le gaz, au mode de fonctionnement du compteur proportionnel, et pour la paroi du compteur, à sa conductivité. Les compositions du gaz et de la
paroi ne sont dès lors, en général, pas identiques entre elles, et ne font qu’approcher la
composition des tissus que l’on veut simuler (Tableau 3.4).
Les compteurs proportionnels mesurent des amplitudes d’ionisation et non des dépôts
d’énergie. Les compteurs proportionnels microdosimétriques opérant en mode d’impulsion, ils permettent de mesurer les distributions d’ionisation dans le gaz par les particules
chargées émises dans la paroi et le milieu environnant, événement par événement. Autrement dit, l’amplitude de chaque impulsion correspond au nombre de paires d’ions
produites par un événement.
La conversion des spectres d’ionisation en distribution d’énergie cédée au volume de gaz
de la cavité s’opère directement en utilisant la valeur moyenne de l’énergie dépensée pour
former une paire d’ions dans le gaz, W, définie par (ICRU, 1979) :
où N est le nombre moyen de paires d’ions formés lorsque l’énergie de la particule chargée
E est complètement absorbée. La particule ayant perdu toute son énergie non seulement
au cours d’ionisations mais aussi d’excitations, la valeur de W est plus élevée que le potentiel d’ionisation. W est une valeur moyenne qui dépend du type de la particule et de son
énergie.
Un exemple de spectre de dose est donné sur la figure 3.12. Le débit de dose est limité par
les phénomènes d’empilement liés à l’électronique du système de détection.
Tableau 3.3. Parcours moyen dans le plastique équivalent tissu pour des protons
et des particules α de différentes énergies.
Énergie (MeV)
R p (μm)
R α (μm)
0,1
1,3
0,9
0,5
7,7
2,67
1,0
22,0
4,91
5,0
35,4
36,5
10,0
1216
112
W E
N
---ϭ
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secondaires émises dans le milieu autour de la cavité (voir paragraphe 4.2.3). Ce principe
représente toutefois une idéalisation. En effet, en particulier pour les neutrons, les conditions de « petites cavités » ne sont pas nécessairement remplies en même temps pour
toutes les particules chargées émises suivant leur type et leur énergie, d’autant que ces
particules pénètrent dans la cavité après avoir été ralenties dans le milieu (Tableau 3.3).
Ces difficultés sont approximativement résolues par le théorème de Fano selon lequel pour
un milieu de composition donnée, le flux de particules secondaires est indépendant de la
densité et des variations de densité du milieu, pourvu que les sections efficaces d’interaction
des rayonnements primaires et les pouvoirs d’arrêt soient indépendants de la densité du
milieu. En pratique, les compositions du milieu et du gaz ne sont pas strictement identiques.
De plus, les gaz et parois des compteurs proportionnels doivent répondre à des critères particuliers, liés par exemple, pour le gaz, au mode de fonctionnement du compteur proportionnel, et pour la paroi du compteur, à sa conductivité. Les compositions du gaz et de la
paroi ne sont dès lors, en général, pas identiques entre elles, et ne font qu’approcher la
composition des tissus que l’on veut simuler (Tableau 3.4).
Les compteurs proportionnels mesurent des amplitudes d’ionisation et non des dépôts
d’énergie. Les compteurs proportionnels microdosimétriques opérant en mode d’impulsion, ils permettent de mesurer les distributions d’ionisation dans le gaz par les particules
chargées émises dans la paroi et le milieu environnant, événement par événement. Autrement dit, l’amplitude de chaque impulsion correspond au nombre de paires d’ions
produites par un événement.
La conversion des spectres d’ionisation en distribution d’énergie cédée au volume de gaz
de la cavité s’opère directement en utilisant la valeur moyenne de l’énergie dépensée pour
former une paire d’ions dans le gaz, W, définie par (ICRU, 1979) :
où N est le nombre moyen de paires d’ions formés lorsque l’énergie de la particule chargée
E est complètement absorbée. La particule ayant perdu toute son énergie non seulement
au cours d’ionisations mais aussi d’excitations, la valeur de W est plus élevée que le potentiel d’ionisation. W est une valeur moyenne qui dépend du type de la particule et de son
énergie.
Un exemple de spectre de dose est donné sur la figure 3.12. Le débit de dose est limité par
les phénomènes d’empilement liés à l’électronique du système de détection.
Tableau 3.3. Parcours moyen dans le plastique équivalent tissu pour des protons
et des particules α de différentes énergies.
Énergie (MeV)
R p (μm)
R α (μm)
0,1
1,3
0,9
0,5
7,7
2,67
1,0
22,0
4,91
5,0
35,4
36,5
10,0
1216
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W E
N
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