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Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
2.3.4 Captures de type (n,p) et (n,α)
Dans ces réactions inélastiques, le noyau composé se désexcite en réémettant une particule chargée : un proton ou un alpha.
1 *
NC
1
1 *
4
NC
2
A
A
A
Z
Z
Z
A
A
A
Z
Z
Z
n
X
X
p
X
n
X
X
X
+
−
+
−
−
+
→
→ +
+
→
→ α+
Ces réactions peuvent présenter la singularité d’être à la fois exoénergétiques, donc de chaleur de réaction positive (Q > 0) et à seuil, en raison de la
barrière coulombienne à franchir. Le CI 2.10 en apporte une explication détaillée. Ces réactions peuvent également être accompagnées de l’émission de gammas de désexcitation.
Figure 2.39 – Diagramme énergétique d’une capture avec émission d’une particule
lourde chargée.
À noter que les seuils de réaction (n,α) sur l’oxygène et le carbone sont de
l’ordre de 8 MeV. Pour ces types de réactions, cette fois l’énergie transférée se
partage entre le noyau de recul et la particule chargée libérée. L’énergie transférée totale vaut :
tr
tr
tr
n
(noyau)
( ou )
E
E
E
p Q E
=
+
α
= +
À noter que, pour des raisons de cinématique classique, l’essentiel de
l’énergie est emporté par la particule chargée émise. Dans les tissus humains,
seule la réaction
( )
14
14
7
6
N n,p C n’a pas de seuil en énergie et le Q de celle-ci
vaut 0,6 MeV. Autrement dit, lors de cette réaction l’énergie du neutron incident additionnée de 0,6 MeV seront systématiquement transférés.
De façon plus marginale, les autres réactions de capture de type (n,α) sont
susceptibles de se produire :
14 N(n,α),
16
O(n,α) et
12
C(n,α) avec les seuils de
réaction respectifs suivants : 0,16, 2,35 et 6,18 MeV.
La réaction prépondérante en terme d’énergie transférée dans les tissus
pour des énergies comprises entre 0 à environ 10 eV est imputable à la réaction
( )
14
14
7
6
N n,p C . Ajoutons que, là encore, l’énergie des particules secondaires
émises sera absorbée localement.
Physique appliquée à l’exposition externe : dosimétrie et radioprotection
2.3.4 Captures de type (n,p) et (n,α)
Dans ces réactions inélastiques, le noyau composé se désexcite en réémettant une particule chargée : un proton ou un alpha.
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NC
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A
A
A
Z
Z
Z
A
A
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Z
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X
X
p
X
n
X
X
X
+
−
+
−
−
+
→
→ +
+
→
→ α+
Ces réactions peuvent présenter la singularité d’être à la fois exoénergétiques, donc de chaleur de réaction positive (Q > 0) et à seuil, en raison de la
barrière coulombienne à franchir. Le CI 2.10 en apporte une explication détaillée. Ces réactions peuvent également être accompagnées de l’émission de gammas de désexcitation.
Figure 2.39 – Diagramme énergétique d’une capture avec émission d’une particule
lourde chargée.
À noter que les seuils de réaction (n,α) sur l’oxygène et le carbone sont de
l’ordre de 8 MeV. Pour ces types de réactions, cette fois l’énergie transférée se
partage entre le noyau de recul et la particule chargée libérée. L’énergie transférée totale vaut :
tr
tr
tr
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(noyau)
( ou )
E
E
E
p Q E
=
+
α
= +
À noter que, pour des raisons de cinématique classique, l’essentiel de
l’énergie est emporté par la particule chargée émise. Dans les tissus humains,
seule la réaction
( )
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N n,p C n’a pas de seuil en énergie et le Q de celle-ci
vaut 0,6 MeV. Autrement dit, lors de cette réaction l’énergie du neutron incident additionnée de 0,6 MeV seront systématiquement transférés.
De façon plus marginale, les autres réactions de capture de type (n,α) sont
susceptibles de se produire :
14 N(n,α),
16
O(n,α) et
12
C(n,α) avec les seuils de
réaction respectifs suivants : 0,16, 2,35 et 6,18 MeV.
La réaction prépondérante en terme d’énergie transférée dans les tissus
pour des énergies comprises entre 0 à environ 10 eV est imputable à la réaction
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N n,p C . Ajoutons que, là encore, l’énergie des particules secondaires
émises sera absorbée localement.