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 Dose efficace et énergie des photons ?

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honnetehomme
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MessageSujet: Dose efficace et énergie des photons ?   Mar 21 Fév 2017 - 16:47

Bonjour,

Encore une question de novice Smile Le calcul des doses efficaces tiens compte de la nature des rayonnements, mais pas de l'énergie de ces rayonnements semble-t-il (pour les gamma, WR est égal à 1 peu importe les énergies considérées).

Est-ce parce que les effets biologiques des gamma sont peu dépendants de leur énergie ? Ou est-ce parce que leur énergie est déjà prise en compte dans l'estimation de la dose absorbée ?
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Gluonmou
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MessageSujet: Re: Dose efficace et énergie des photons ?   Mar 21 Fév 2017 - 17:50

Le wr est lié à ce que l'on appele l'efficacité biologique relative, ou EBR

Cet EBR dépend avant tout de la densité d'énergie déposé par les particules chargées (plus précisément le pouvoir d'arrêt linéique en keV par µm)
Les photons, quelle que soient leur énergie, génèrent " de la dose" en mettant des électrons en mouvement.
Et ces électrons ont des pouvoirs d'arrêt assez faibles (c'est lié à leur vitesse élevé, proche de la vitesse de la lumière) par rapport par exemple à des particules chargées lourdes de même énergie (0,3 keV/µm vs 10 à 200 keV /µm pour une particule alpha).
Et par convention on prend un Wr égal à 1 pour les électrons, cad aussi pour les photons, indépendamment de leur énergie.
Mais des photons de fortes énergies déposent en moyenne plus d'énergie que des photons d'énergie plus basses, donc génèrent des doses plus élevés
Gluonmou

Une dernière remarque : les électrons de faibles énergies tels que les électrons Auger (qqs keV) ont des pouvoirs d'arrêt assez élevés (> 10 keV/*m) ce qui leur confère un Wr supérieur à 1
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Samael22
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MessageSujet: Re: Dose efficace et énergie des photons ?   Mer 22 Fév 2017 - 8:55

- Formule empirique du Débit de dose absorbée pour les gammas (à 1 m et source ponctuelle) : 
Do(à1m)=1.3E-10.A.E.I avec D en mGy/h, A en Bq, E en MeV
Il y a donc bien l'énergie qui rentre en compte.
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honnetehomme
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MessageSujet: Re: Dose efficace et énergie des photons ?   Mer 22 Fév 2017 - 9:25

Merci Samael22 pour cette formule. L'énergie des photons semble donc bien prise en compte, à l'étape "calcul de la dose absorbée" et non pas "calcul de la dose efficace". Concernant l'estimation des débits de doses à l'aide d'appareils ne mesurant pas directement l'énergie des rayons comme ceux à base de tubes geiger-muller ou de cristaux à scintillation, c'est donc la compensation physique en énergie qui permet de donner une réponse à peu près juste ?

Gluonmou : il me semblait que plus un photo possédait une énergie élevée moins il interagissait avec la matière (mais j'ai peut être mal compris) ? Si tel est le cas comment des photons à haute énergie peuvent déposer plus d'énergie ? Est-ce du fait que le nombre d’occurrences des dépôt d'energie est plus faible, mais que le dépôt d'énergie est bien plus fort lors des rares occurrences ?
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Gluonmou
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MessageSujet: Re: Dose efficace et énergie des photons ?   Mer 22 Fév 2017 - 11:38

J'ai dit :
"Mais des photons de fortes énergies déposent en moyenne plus d'énergie que des photons d'énergie plus basses, donc génèrent des doses plus élevés"


Effectivement  un photon de fortes énergie a moins de probabilité d'interagir, mais lorsqu'il interagi il transfère (en moyenne toujours)  plus d'énergie à un électron.


Et globalement c'est cet effet là qui l'emporte en termes de doses (à partir de 100 keV la dose est en gros proportionnelle à l'énergie, à fluence égale)


Le premier effet lui va surtout jouer sur le fait que la fluence photon de + forte énergie baise plus lentement, et ainsi les photons de + fortes énergies sont (toujours en moyenne) plus pénétrants, et vont donc faire de la dose "plus loin" (i.e. la fluence baisse moins vite dans une cible épaisse)
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Samael22
Trapéziste
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MessageSujet: Re: Dose efficace et énergie des photons ?   Mer 22 Fév 2017 - 12:52

Je n'ai jamais bien compris la "compensation", je ne me suis jamais penché dessus non plus.
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Kokura
Saltimbanque
Saltimbanque
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MessageSujet: Re: Dose efficace et énergie des photons ?   Mer 22 Fév 2017 - 13:49

Bonjour,
Citation :
Est-ce parce que les effets biologiques des gamma sont peu dépendants de leur énergie ? Ou est-ce parce que leur énergie est déjà prise en compte dans l'estimation de la dose absorbée ?
est-ce que cela ne serait pas en partie lié à la question que j'avais posée concernant le coefficient de transfert massique (ici) que l'ont prenait fixe par défaut dans la formule empirique alors qu'il varie tout de même un peu en fonction de l'énergie des photons ?
Je serais curieux de voir le pourcentage d'erreur en + ou - que cela pourrait générer Wink
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Gluonmou
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MessageSujet: Re: Dose efficace et énergie des photons ?   Mer 22 Fév 2017 - 17:39

Le coefficient de transfert en énergie aux électrons est assez constant dans la gamma 100 keV- 2 MeV :

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Kokura
Saltimbanque
Saltimbanque
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MessageSujet: Re: Dose efficace et énergie des photons ?   Ven 24 Fév 2017 - 10:26

Bonjour,
sur une échelle log cela ne paraît jamais flagrant, mais entre 100kEv et 1Mev j'ai un min à 0.025 et un max à 0.033, ce qui fait tout de même +30% Wink
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Gluonmou
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MessageSujet: Re: Dose efficace et énergie des photons ?   Ven 24 Fév 2017 - 15:22

Effectivement, mais ce n'est pas un facteur 2.
Cela permet de pondre des formules simple pour faire des calculs à la main.
personne n'a jamais dit que c'était la panacée.
Après pour des résultat plus fiable vous pouvez allez chercher la valeur exacte de µtr/rhô, mais il vous faudrait aussi prendre en compte les diffusions dans un modèle de fantôme anthropomorphe pour Hp(10) ou dans une sphère ICRU pour H*(10).

Et en cas d'écran aller chercher la valeur du build-up, y compris en cas d'écrans multiples où il faut les combiner, mais encore, une source ponctuelle étant un cas idéal et donc irréaliste, intégrer la formule sur un volume en tenant compte des effets d'autoabsorption mais aussi de build -up dans la source.

Sans oublier de reproduire la démarche pour chaque composante d'émission gamma, avec dans certains cas la prise en compte du rayonnement de freinage 

Tout cela est réalisable, et  lorsque vous l'aurez réalisé et à la fin vous aurez obtenu un code...

Mais si vous préférer utiliser une formule simple d'emploi, il faut juste savoir qu'elle donne un résultat à 30 % près, et encore

Mais en RP c'est souvent suffisant
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