Utilitaires de calcul : DOSIMEX

Bonjour
Petite précision : il s'agit d'un jeu proposé par Gluonmou et le comité c'est lui et GL (je pense).
A moins qu'un membre du bureau du Cirkus soit dans le coup sans en avoir parlé.
D'ailleurs c'est son ouvrage qui est à gagner.
KLOUG

Effectivement, le comité de jeu est composé de Gluonmou et de lui-même, c'était un minimum.
Pour le prix, c'est effectivement l'ouvrage en question. Nous aurions pu (ça y est, je parle de moi au pluriel, faut que j'aille voir mon pédiatre) faire dans le filet garni (avec de l'authentique), car il existe une filière éprouvée sur ce forum (bises), mais ça nous paraissait plus ton sur ton avec le bouquin (et moins cassant, par la Poste)

Youhou!!!  

Merci Gluonmou!!! Ça me fera de la lecture pour cet hiver, au coin du feu..

Yeah   !!! Merci Gluonmou ! Va pour le côté sportif pour le prochain round  

Y sont bien , les djeuns de moins 30 ans dans le secteur médical

Redoutables.
Va falloir corser les quouestchuns!!

Hello
Oh tu vas pouvoir, car sinon tu vas être dépouillé en un temps record...
KLOUG

Pitite remarque : en multi écrans, on a un affichage bizarre : après avoir entré le premier écran (nature et épaisseur), il apparait une fenêtre qui résume : là OK (ex 2 cm Pb). Par contre une fois que tu rentre les caractéristiques du deuxième écran (ex : 48 cm air), la fenêtre qui résume l'écran total affiche pour les deux écrans, deux fois l'épaisseur du deuxième écran (ex : 48 cm Pb / 48 cm Air). C'est juste une erreur d'affichage, car le calcul final prend bien en compte les épaisseurs d'écrans saisies (2Pb & 48 Air)

Re-bonsoir
Bon je réponds ici mais il y a bien un modo qui va nous dire (et à raison) que nous avons un espace dédié à Dosimex. j'ai modifié le bug de l'affichage du multi-écran. Comme tu le faisais remarquer Fred ceci n'influe pas sur le calcul car les valeurs saisies sont bien prises en compte.

Bonsoir
Je ne suis pas modo mais un espace a été dédié à ce "logiciel qui vous veut du bien".
KLOUG

Ouaih, mais M'sieur, M'sieur, c'est Fred qu'a commencé, c'est Fred qu'a commencé, M'sieur
Dés fois, ben Fred y fait qu'a embêter les petits


Ben dés fois les super-héros y z'embetent

N'empeche

DURA LEX SED LEX
KLOUG

Bon, ça va , on va jouer ailleurs

M'sieur, M'sieur, Fred y peut venir avec nous?

Oui oui sans problème.
KLOUG

Enfin, mon génie est reconnu


Il en aura fallu, du temps, pinaise

Gluonheimer

Chronique n° 2 de Gluonmou : le tableur "IRM photon".
Bonjour chers auditeurs, et désolé de ne pas respecté le planninge que je me suis moi-même fixé. Comme on dit chez les costards-cravates, je suis au vert bouquet (elle est moyenne, celle là. J’avais fait pire, devinez).

Nous allons attaquer ici un gros morceau : le tableur « IRM photon », qui va de pair avec le chapitre 3 du bouquin. Un gros morceau parce qu’effectivement les mécanismes d’interaction photons-matières sont plus complexes qu’avec les particules chargées, et que donc ce tableur est plus lourd : 6 onglets.

En même temps la problématique « photons gamma ou X» a plus de poids dans le monde de la RP, comparés à d’autres types de rayonnements (genre les muons, sauf pour nos amis suisse du CERN, qui par ailleurs en dehors de la découverte récente du boson de Higgs, viennent d’inventer le chocolat au wasabi, si si, j’addooore).

Onglet 1 : profil de dose

Dans cet onglet, sans aucun doute le plus important, vous pouvez définir en entrée : l’énergie des photons, la fluence ou le débit de fluence, les dimensions (parallélépipède, et je l’ai tapé du premier coup sans me gourer, même les accents) et la nature du matériau cible, ainsi que la nature du matériau devant la cible (par défaut de l’air). Vous obtenez en sortie moultes information,  entre autres :

Le libre parcours moyen (fondamental)
La CDA (qui va avec)
La dose absorbée moyenne
Le coefficient fluence-kerma
Etc etc….

Ainsi qu’un graphe montrant l’atténuation en fluence du kerma, les effets d’interface avec le milieu précédent (saut de dose et de kerma).


La courbe en rouge montre l’évolution de la dose absorbée due à la fluence directe, et la courbe en bleu montre la dose totale compte–tenu des effets de diffusion interne, qui rajoutent de la dose. On notera que l’importance de la composante diffuse diminue avec les dimensions de la cible (voir annexe I du bouquin).
Et enfin si vous définissez la cible comme un fantôme ICRU (en 1 clic), on calcule alors l’équivalent de dose H*(10) en Sv, avec une assez bonne précision (voir validation annexe Q)

Onglet 2 : coefficients massiques
Vous trouverez ici le graphe classique donnant les coefficients d’atténuation massiques (en cm2.g-1, le truc pas très intuitif) : d’atténuation, photoélectrique, Compton, etc… (y’en a 9 en tout), avec un tableau de valeur à une énergie donnée, e tmême un truc que vous ne trouverez nulle part ailleurs : la section efficace électronique (la question –jeu ne portera pas dessus)


Onglet 3 : Effet Compton
Tout (ou presque) ce que vous vouliez savoir sur l’effet Compton, l’effet de diffusion prédominant avec les photons et qui complique particulièrement le métier du radioprotectionniste :
-l’effet de ciel qui fait que même après avoir mis un mur de 3 mètres de béton, les photons passent par dessus pour vous attaquer à revers. Et le buid-up, ça vous dit quelque chose le build-up ? ben c’est encore l’effet Compton (pourrai bien y avoir une question là-dessus)
-Energie du photon diffusé à un angle donné
-Spectre des électrons de recul (important en mesure) et des photons diffusé
- Ainsi que des infos subtiles à base de la section efficace différentielle de Klein et Nishina (ça , rien que le titre, vous le lâchez dans une discussion mondaine ou à votre entretien annuel, ça vous pose définitivement)





Onglet 4 : trajectoire photon
L’objectif de cet onglet est purement pédagogique  (son but est donc de vous édifier). Il vous propose de visualiser par un code Monte-Carlo maison (les meilleurs, comme les tartes tatins) la trajectoire d’un photon. Prenez de l’eau, c’est plus amusant en raison de la diffusion multiple. Dans le plomb c’est moins amusant, le photon se plante rapidement sans guère diffuser, c’est limite ennuyeux du coup(d’où l’expression : une ambiance plombée, merci pour vos applaudissements, je vous en prie, merci…merci….)

Vous pouvez même, en prenant un photon de 30 Mev, voir une création d epaires avec les 2 photons d’annihilation (achtung : dans le code ils sont générés l’un après l’autre, dans la réalité ils naissent en même temps, avec des destins différents, comme les frères Bogdannoff).

Si avec ça vous n’êtes pas édifiés…

Onglet 5 :libres parcours
Comme dit précédemment, c’est le concept central, lié au caractère aléatoire de l’interaction photon-matière. C’est une grandeur caractéristique de la capacité de pénétration des photons dans la matière, et qui conditionne tous les aspects : dose, protection, mesure, applications diverses (radiographie…). Pour illustrer cela nous vous proposons ici une petite application qui montre pour 1000 photons d’énergie donnés envoyés dans un épaisseur de matériau au choix (onglet 1) le point où chaque photon fait sa première interaction ; Et vous pouvez retirez à la demande 100 autres photons. Si vous faites de la formation, cet onglet est pour vous.


Onglet 6 :

Mine de rien ce dernier onglet est un vrai code permettant de calculer les rendements d’absorption totale en spectrométrie gamma(rendements de pics). C’est ici une version pédagogique (encore) avec un modèle simple du détecteur. Une version plus complète est en cours de finalisation dans les laboratoires GMGL, et sera mise bientôt sur le marché, gracieusement dans une version libre


Et enfin la question –jeu de cette chronique
Mais avant tout une modification du règlement du jeu :

Règle 1 :Seule les réponses  données sur le forum seront prises en compte

Règle 2 : Les gagnants des jeux précédents ne doivent plus répondre sur le forum, mais uniquement par MP. Si 10 jours après la date de sortie de la chronique, aucune réponse gagnante n’a été donné sur le forum (la réponse gagné ou perdu sera donné sur le forum), alors le premier qui aurait répondu par MP l’emporte one more time (ce qui lui permettra d’offrir le bouquin à son chef bien –aimé)

Tout cela dans l’esprit de donner un petit coté sportif Kho-lantesque à ce jeu .

Donc voici la question :

Alors qu’un photon de 50 keV a beaucoup plus de chance de subir un effet photoélectrique dans l’eau qu’un photon de 1000 MeV, qui lui n’interagit que par diffusion Compton (98,5 % des cas) on constate malgré tout que la composante diffusée dans la cible ICRU est proportionnellement plus importante à 50 keV (45 %) qu’à 1000 kev (18 %). Cet effet se retrouve aussi avec le build-up , qui dans l’eau est plus important à 50 keV (BU=10 pour 10 cm d’eau) qu’à 1000 kev (BU=2 pour 10 cm d’eau)


Quelle est la raison de ce paradoxe, car paradoxe il y a ?

Pas fastoch, non ? Khô-lanthâ, je vous avais dit : une poignée de riz pas cuit pour la semaine.

A vos manettes

Gluonmougnard

Bonsoir,
c'est dû au fait que les photons compton issu de photons à 50 kev diffuseront dans quasi 4 pi et donc la probabilité de venir sur le point d'interet est grand, alors qu'à haute énergie le photon compton va gentiment diffuser dans la direction du faisceau incident et n'a que peu de probabilité de revenir sur le point l'interêt.

Bonsoir
Et c'est pour cela que dans le domaine médical avec des X on va dire aux alentours de 50 keV (allez on peut élargir la plage vers le bas et le haut un peu) qui c'est qui diffuse ????
KLOUG

Bonsoir RV,

Votre réponse est intéressante, car elle est lié à l'idée qu'un photon de faible énergie est plus "diffusant" car effectivement sa diffusion est plus isotrope qu'un photon de 1000 keV , plus "directionnel", comme le montre la section efficace de Klein et Nishina :


Mais le problème, c'est que votre solution n'expliquerait pas le cas où le point d'interêt serait vers l'avant. C'est pourtant bien le cas avec le scénario classique du build -up où l'écran diffuseur est placé entre la source et le point.

Bien joué (vous avez droit à d'autres réponse)
Gluonmou

Gluonmou a écrit:

Mais le problème, c'est que votre solution n'expliquerait pas le cas où le point d'interêt serait vers l'avant. C'est pourtant bien le cas avec le scénario classique du build -up où l'écran diffuseur est placé entre la source et le point.

Re
Pour le BU certes la source et l'observateur sont alignés mais comme la source emet dans 4pi les photons emis en dehors de l'alignement ont une plus grande proba de revenir à l'observateur que ceux à haute énergie, non ?

Cela pourrait expliquer que l'on reçoive au point dose plus de photon ayant diffusé loin de l'axe source-point dose, correspondant alors à des angles très élevés . Mais les différences liées aux effet directionnels ne peuvent expliquer les différence de BU : on a effectivement moins de photons qui diffusent par exemple entre 0 et 135 ° : 83% à 50 keV... pour 92 % à 1000 keV
La différence n'est pas si grande

La réponse n'est pas à chercher dans les effets directionnels, d'autant que les effets de diffusion sont la plupart du temps des effets de multi-diffusion, donc la position relative du point d'émission   est "oubliée " dans les effets multiples.

Tout ça n'est pas facile à expliquer sans schéma

Je le concède, la question n'est pas facile, mais pas impossible. je commençai à avoir un doute.

Toz viens brillamment de me donner la réponse par MP.

Ce qui relance le suspens.

Tic tac tic tac

Gluonmou

Bonjour,

j'ai le sentiment que pour donner la bonne réponse il faut aussi disposer du bouquin (en plus d'un effort de réflexion).  Ce qui représente une inégalité entre ceux qui l'ont et ceux qui ne l'ont pas.
Donc pour relancer le débat je poste deux images tirées du tableur, qui contiennent implicitement la réponse.
Ce qui va (je l'espère) relancer le jeu. C'est parti :

Effet Compton à 50 keV




Effet Compton à 1000 keV


Là ça devient plus fastoch, du coup

Je remet donc une question subsidiaire pour départager : pourquoi le raisonnement fait ici dans l'eau ne marche plus dans le plomb, alors que l'effet Compton est très peu sensible à la nature élémentaire du matériau.

Le comité de jeu

Et donc comme je viens de le dire ailleurs, la réponse est vraiment dans les images ci-dessus.
Mettez vous juste à la place d'un photon de 50 keV puis de 1 MeV qui rentre dans l'eau.

n'hésitez pas à regarder ces deux images pendant 1 heure sans les quitter des yeux, vous devriez  finir par voir la réponse.

Une indication : la réponse n'est pas "une nuée de moucherons"

Une autre indication ; regardez plutôt en bas à gauche

Gluonmou

PS : vous avez le droit de donner des mauvaises réponses, tout le monde a le droit de se tromper. C'est comme ça que la science avance. Moi-même, si ma mémoire est bonne, j'ai un jour fait une erreur. En CE2 je crois, sur une soustraction avec des virgules.

Bonjour,

Avant de donner la réponse à la question (demain) je souhaitai signaler que tous ces tableurs ont été , autant que faire se peut, validés. l'essentiel de ces résultats se trouvent dans l'annexe Q, et avec le manuel pour la version 1.3.3 de Dosimex-G;

Ces validations montrent les limites de ces outils et le degré de confiance que l'on peut leur accorder, variables suivant les cas;

Un premier exemple avec le tableur IRM photons, avec une excellente adéquation (sauf à très basse énergie où le calcul de l'effet photoélectrique est très délicat :puissances non entières de Z) :


Un second exemple montrant des écarts plus significatifs, dans l'estimation des coefficients fluence-H*(10). La difficulté est ici d'estimer la contribution du diffusé dans le cube ICRU. A basse énergie, autour de 80 keV, cette contribution est sous-estimée, en raison des effets de diffusion multiples . Dans le calcul déterministe mené ici , seul 2 niveaux de diffusions sont pris en compte (remarque : dans le tableur Dosimex -G nous utilisons les coefficients normalisés ICRU 57, je dis ça au cas où)



A bientôt pour la réponse
Gluonmou

Résultat du jeu n° 2

Le grand gagnant est donc  : Toz, réponse par MP, disponible auprès de notre huissier
Qui, je le rappelle, avait aussi gagné au jeu n°1.
Donc un grand bravo
Clap clap clap.....

Bon, maintenant, mon cher Toz, pourriez -vous vous rendre (en patinette) en Patagonie pour prendre des nouvelle de Baryo. Parce que coté suspens, maintenant.....


Et donc la réponse, qui se trouve dans les images ci-dessus :
Un photon qui diffuse dans l'eau est réemis avec en moyenne 92 % de son énergie initiale, alors qu'un photon de 1 meV est réemis avec en moyenne 56 % de son énergie initiale.

Ainsi, en proportion, le diffusé à 50 keV a plus de poids qu'un diffusé à 1 MeV.

L'effet est encore plus net avec des effets multiples. Exemple avec le petit Monte-Carlo du tableur :

à 50 keV :

Après 3 diffusion dans le cube d'eau, le photon ressort avec 41 keV d'énergie, soit 80 %.

Alors que le photon de 1 MeV ressort avec 178 keV, soit moins de 20 %


Dans le Plomb, ces effets, pour le 50 keV, sont masqués car c'est l'effet photoélectrique qui prédomine (98, 3 % des interactions). Les effets de build-up à ces énergies et dans ce matériau sont liés à des effets d'absorption-réemission. Ainsi , à 90 keV dans 0,5 cm de plomb, le Build-up est égal à 1,7E12 (si si, il n'y a pas d'erreur, mille milliard, encore appelé des milliasses). Mais bon, en même temps, l'atténuation en ligne droite est égale à 4E-18, ce qui fait que l'atténuation avec BU est de l'ordre du 7E-6. tout de même

En conclusion, la question était sans doute un peu délicate. Pour la prochaine fois, profitant de l'absence de Toz pour cause de voyage, je vais poser plusieurs questions plus faciles, et le gagnant sera celui qui aura répondu le premier au maximum de questions avant le temps imparti (et fluctuant).

Le temps d'en parler au comité de jeu.
Et de pondre la chronique n° 3, qui portera sur le tableur "coefficients ICRU 57"

Gluonmou, grand pourvoyeur de cadeau de Noel pour Toz