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 Calcul débit de dose d'une molécule

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Cloudy
Phénomène de foire
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MessageSujet: Calcul débit de dose d'une molécule   Sam 30 Sep 2017 - 18:41

Bonjour à toutes et à tous, 

J'aimerais savoir pour une source ponctuelle comment on calcule le DED d'une molécule (par exemple Co2O3) ?

Merci pour votre aide.
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Domino
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MessageSujet: Re: Calcul débit de dose d'une molécule   Sam 30 Sep 2017 - 21:43

Bonsoir,
C'est un peu court!
tu aurais pu nous dire bien des choses
Descriptif: quel atome?quel isotope?
L'émission en énergie et Intensité tu chercheras
Grace à ICRU un coefficient fluence/dose trouveras
Aux énergies l'appliqueras et la dose en déduiras
Finalement la loi en d2 appliqueras
Amicalement: un passage par la case présentation s'imposera
Militaire: Direction les malles du site les portes de la dosimétrie t' ouvrira
Bonne soirée

_________________
l' ouverture d'esprit n'est pas une fracture du crâne


Dernière édition par Domino le Dim 1 Oct 2017 - 9:27, édité 1 fois
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Cloudy
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MessageSujet: Re: Calcul débit de dose d'une molécule   Sam 30 Sep 2017 - 22:07

Bonsoir,

Merci pour ta réponse.

Pour le cas de la molécule Co2O3 il s'agit du cobalt 60. Je cherche à faire un calcul "à la main" du DED pour le 60Co2 (dicobalt 60).
On considère une source Co2O3 (cobalt 60) ayant une activité de 1GBq que j'assimile à une source ponctuelle.

Qu'entends tu par énergie et intensité ? Je n'ai pas totalement compris ton raisonnement.

Pourrais-tu éclairer ma lanterne ?
Merci. 

Bonne soirée.
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deedoff
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MessageSujet: Re: Calcul débit de dose d'une molécule   Sam 30 Sep 2017 - 22:15

Le Co60 est émetteur de deux gammas (1,17 et 1,33 Mev) d'intensité 100%
http://www.nucleide.org/Laraweb/
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Cloudy
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MessageSujet: Re: Calcul débit de dose d'une molécule   Sam 30 Sep 2017 - 22:25

Pour la formule empirique du Débit de dose absorbée pour les gammas (à 1 m) : 
Do(à1m)=1.3E-10.A.E.(I/100) avec D en mGy/h, A en Bq, E en MeV
Quelle valeur de E prends tu ? On considère une molécule de 60Co-60Co ou un atome de 60Co dans cette formule empirique.


Merci.
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deedoff
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MessageSujet: Re: Calcul débit de dose d'une molécule   Dim 1 Oct 2017 - 1:13

Le deux gammas vont contribuer à la dose.
Un calcul à 1,17 puis un calcul à 1,33 MeV, puis sommation des deux doses.

clown
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Cloudy
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MessageSujet: Re: Calcul débit de dose d'une molécule   Dim 1 Oct 2017 - 8:52

deedoff a écrit:
Le deux gammas vont contribuer à la dose.
Ce qui me turlupine c'est qu'on a 2 atomes de cobalt et là on fait le calcul pour un seul atome. As tu une explication ? 

Merci.
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Iron Kloug
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MessageSujet: Re: Calcul débit de dose d'une molécule   Dim 1 Oct 2017 - 10:20

Bonjour
Plus complexe, car est-ce deux atomes radioactifs ?
de toute façon pour chaque atome de cobalt-60 il y a une désintégration bêta moins suivi par la désexcitation et l'émission de deux gamma consécutivement.
Mais encore une fois, je vois mal l'intérêt de calculer le DED pour UNE molécule, car une fois que la désintégration a eu lieu et la désexcitation, il n'y a plus de radioactivité

Ce qui m'interroge c'est la phrase suivante :
On considère une source Co2O3 (cobalt 60) ayant une activité de 1GBq que j'assimile à une source ponctuelle.
Il y a beaucoup d'atomes de cobalt-60 là-dedans :
De l'ordre de 1,25.1018 si je n'ai pas fait d'erreur soit une masse 0.125 mg soit 0,05 cm 3 autrement dit une source ponctuelle.

A vous de nous dire si c'est cela que vous recherchez.
A bientôt
Iron kloug
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Cloudy
Phénomène de foire
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MessageSujet: Re: Calcul débit de dose d'une molécule   Dim 1 Oct 2017 - 13:35

Iron Kloug a écrit:
Bonjour
Plus complexe, car est-ce deux atomes radioactifs ?
de toute façon pour chaque atome de cobalt-60 il y a une désintégration bêta moins suivi par la désexcitation et l'émission de deux gamma consécutivement.
Bonjour,

Pas forcément complexe mais pas compréhension lorsqu'on regarde la formule empirique du débit de dose absorbée ou on a E pour un atome alors que le cas présenté et une molécule. 

Corrigez moi si je me trompe dans le cas du Co2, pour le calcul du DED on fait comme si on avait un atome de Co60. Est-ce bien cela ?

Iron Kloug a écrit:
Mais encore une fois, je vois mal l'intérêt de calculer le DED pour UNE molécule, car une fois que la désintégration a eu lieu et la désexcitation, il n'y a plus de radioactivité
Ce raisonnement est le même pour UN atome. Est-ce correcte ?


Iron Kloug a écrit:
Ce qui m'interroge c'est la phrase suivante :
On considère une source Co2O3 (cobalt 60) ayant une activité de 1GBq que j'assimile à une source ponctuelle.
Il y a beaucoup d'atomes de cobalt-60 là-dedans :
De l'ordre de 1,25.1018 si je n'ai pas fait d'erreur soit une masse 0.125 mg soit 0,05 cm 3 autrement dit une source ponctuelle.
Quelle est le critère pour assimilé une source à une source ponctuelle ? N'est pas la distance par rapport à la taille de la source?

Merci.

Bonne journée.
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deedoff
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MessageSujet: Re: Calcul débit de dose d'une molécule   Dim 1 Oct 2017 - 15:03

Si la distance entre source et point de mesure est > 5 fois la plus grande dimension de la source, alors cela est assimilé à une source ponctuelle.
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Iron Kloug
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MessageSujet: Re: Calcul débit de dose d'une molécule   Dim 1 Oct 2017 - 17:58

Bonjour
Deedof a répondu concernant la taille.
Donc vous voyez que la source de 1 GBq (si on considère une sphère) est ponctuelle disons au delà de 1 cm pour faire simple (rayon 0,23 cm). Avec les appareils de mesure vous êtes souvent bien plus loin que cela.
Dans le cas cité votre molécule comporte deux atomes (multiplication par deux).

Alors faisons le calcul du débit de dose dans le cas où il y a un seul atome radioactif (ce qui n'a pas de sens encore une fois).
Do(à1m)=1.3E-10.A.E.(I/100) avec D en mGy/h, A en Bq, E en MeV
Il faut déjà calculer l'activité d'un atome radioactif
Si je ne fait pas d'erreur cela représente 4,17.10-9 Bq
Donc un débit de dose en prenant chaque rayonnement gamma (1,17 et 1,33 Mev émis chacun d'entre eux à 100 %) :
Do(à1m)=1.3.10-10 . 4,17.10-9 . (1,17 + 1,33).(100/100)
Do(à1m)=1,35.10-18 mGy/h à 1 mètre
Si je me place à 1 cm (en supposant que la source soit ponctuelle) cela fait 10 000 fois plus soit
Do(à1m)=1,35.10-14 mGy/h à 1 centimètre
Multiplié par deux si on prend deux atomes.

Faisons le calcul pour la source de 1 GBq, ce qui a déjà un intérêt plus notable.
Do(à1m)=1.3.10-10 . 1.109 . (1,17 + 1,33).(100/100)
Do(à1m)=0,325 mGy/h à 1 mètre

Avec 37 GBq (l'ancienne unité qu'était le curie) on obtient 12 mGy/h à 1 mètre.
En extrapolant et en prenant les anciennes unités, nous avions une recette de cuisine qui disait
1 Ci de cobalt-60 = 1 rad/h à 1 mètre
Je traduit
37 GBq de cobalt-60 = 10 mGy/h à 1 mètre.
Ce sont les ordres de grandeurs que nous trouvons avec le calcul précédent (à 20 % près).

J'espère que cela vous aidera.
Iron Kloug
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Cloudy
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MessageSujet: Re: Calcul débit de dose d'une molécule   Dim 1 Oct 2017 - 18:15

Iron Kloug a écrit:
Bonjour
Deedof a répondu concernant la taille.
Donc vous voyez que la source de 1 GBq (si on considère une sphère) est ponctuelle disons au delà de 1 cm pour faire simple (rayon 0,23 cm). Avec les appareils de mesure vous êtes souvent bien plus loin que cela.
Dans le cas cité votre molécule comporte deux atomes (multiplication par deux).

Alors faisons le calcul du débit de dose dans le cas où il y a un seul atome radioactif (ce qui n'a pas de sens encore une fois).
Do(à1m)=1.3E-10.A.E.(I/100) avec D en mGy/h, A en Bq, E en MeV
Il faut déjà calculer l'activité d'un atome radioactif
Si je ne fait pas d'erreur cela représente 4,17.10-9 Bq
Donc un débit de dose en prenant chaque rayonnement gamma (1,17 et 1,33 Mev émis chacun d'entre eux à 100 %) :
Do(à1m)=1.3.10-10 . 4,17.10-9 . (1,17 + 1,33).(100/100)
Do(à1m)=1,35.10-18 mGy/h à 1 mètre
Si je me place à 1 cm (en supposant que la source soit ponctuelle) cela fait 10 000 fois plus soit
Do(à1m)=1,35.10-14 mGy/h à 1 centimètre
Multiplié par deux si on prend deux atomes.
Bonjour,

Je suis d'accord avec le fait que cela n'a pas de sens de faire un calcul par atome. Je pense que la question que j'ai posé à mal été formulée. Je repose ma question différemment, ci-dessous.

Iron Kloug a écrit:
 Faisons le calcul pour la source de 1 GBq, ce qui a déjà un intérêt plus notable.
Do(à1m)=1.3.10-10 . 1.109 . (1,17 + 1,33).(100/100)
Do(à1m)=0,325 mGy/h à 1 mètre

Je suis d'accord avec le fait qu'il faut prendre les 1GBq pour faire le calcul. Par contre ce je ne comprend pas c'est qu'on a une source de Co2(O3) et dans le calcul du Do(à1m) pour E on prend les valeurs d'un atome de Co (1,17+1,33) alors qu'on en a 2. 

Pourquoi est ce que l'on prend la valeur de l'énergie d'émission gamma d'un SEUL atome de Co alors que la source est en Co2 (2 atomes de cobalt).

Je ne sais si je suis plus clair.

Merci.
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Iron Kloug
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MessageSujet: Re: Calcul débit de dose d'une molécule   Dim 1 Oct 2017 - 18:19

Bonsoir
Pas vraiment
C'est l'activité totale qui fait 1 GBq
Je vous ai expliqué que cela correspondait a beaucoup plus d'atomes : 1,25.1018
Donc peu importe que ce soit sous forme atomique ou moléculaire.
C'est l'activité qui compte
Iron Kloug
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Cloudy
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MessageSujet: Re: Calcul débit de dose d'une molécule   Dim 1 Oct 2017 - 18:25

Bonsoir,

Merci pour vos explications.

Je reformule pour être sûr d'avoir bien compris. Quelque soit la forme atomique ou moléculaire (ex Co2O3 ou CoO2 ou Co) de la source, pour l'énergie d'émission on prend toujours celle "d'un atome" pour le calcul du Do.

Est-ce correcte ? 

Merci.


Dernière édition par Cloudy le Dim 1 Oct 2017 - 18:32, édité 2 fois
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Iron Kloug
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MessageSujet: Re: Calcul débit de dose d'une molécule   Dim 1 Oct 2017 - 18:30

Oui c'est correct
L'activité est liée au nombre d'atomes radioactifs
A = (Ln2 . N) / T
N le nombre de noyaux radioactifs
T la période

Après ce n'est que dans certains cas spécifiques que l'on regardera le nombre d'atomes radioactifs portés par des molécules, comme en médecine nucléaire par exemple.
Le nombre d'atomes radioactifs est très faible par rapport au nombre d'atomes stables.

Iron Kloug
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Cloudy
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MessageSujet: Re: Calcul débit de dose d'une molécule   Dim 1 Oct 2017 - 18:33

Merci.

Par contre, le résultat obtenu pour le Do à partir de la formule empirique est-on proche de celui fournit par un logiciel RP.

Est ce plus pénalisant de considéré une source ponctuelle ou prend la forme géométrique réelle de la source (avec un logiciel bien sûr) ?
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Cloudy
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MessageSujet: Re: Calcul débit de dose d'une molécule   Dim 1 Oct 2017 - 18:34

Iron Kloug a écrit:
Après ce n'est que dans certains cas spécifiques que l'on regardera le nombre d'atomes radioactifs portés par des molécules, comme en médecine nucléaire par exemple.

Pourriez-vous svp développer ce point ? J'aimerais savoir quel est l'intérêt de regarder le nombre d'atomes radioactifs portés par des molécules.

Merci.
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Iron Kloug
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MessageSujet: Re: Calcul débit de dose d'une molécule   Dim 1 Oct 2017 - 18:35

Tout dépend de la précision que vous souhaitez apporter à votre calcul.
Disons que la formule empirique vous donnera un résultat à 20 % près (au pire).
Maintenant si vous voulez plus de précisions, et que vous avez un logiciel à votre disposition, utilisez-le.
Iron kloug
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Cloudy
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MessageSujet: Re: Calcul débit de dose d'une molécule   Dim 1 Oct 2017 - 18:40

Merci pour vos explications.

Malheureusement je n'ai pas de logiciel. L'ordre de grandeur me va bien (à 20 % près, c'est plutôt pas mal).

J'aurais une autre question concernant le lien entre la masse critique d'une matière fissile et la masse d'une source radioactive. Qu'elle lien fait on entre ces deux grandeurs.
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Iron Kloug
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MessageSujet: Re: Calcul débit de dose d'une molécule   Dim 1 Oct 2017 - 18:41

Pour votre dernière question c'est souvent des questions posées aux étudiants en première année de médecine.
On leur demande par rapport à la masse d'un produit injectable donc des molécules en général stables avec quelques atomes radioactifs, quel est le nombre de ces atomes.
La masse du produit injectable est souvent due aux molécules stables.

Par exemple en radiothérapie métabolique on donne aux patients des gélules d'iode-131 pour traiter les cancers thyroïdiens. la gélule à une activité de 4 GBq mais pèse, disons 1 gramme.
Calculez le nombre d'atomes radioactifs et la masse qu'ils représentent, sachant que le reste des atomes d'iode est stable (et qu'ils sont en association dans une molécule).
C'est l'ensemble des molécules qui pèsent 1 gramme.

Iron kloug
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Cloudy
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MessageSujet: Re: Calcul débit de dose d'une molécule   Dim 1 Oct 2017 - 18:44

D'accord je comprend mieux maintenant.
Merci pour vos explications.
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Iron Kloug
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MessageSujet: Re: Calcul débit de dose d'une molécule   Dim 1 Oct 2017 - 18:44

Alors pour la dernière question :
J'aurais une autre question concernant le lien entre la masse critique d'une matière fissile et la masse d'une source radioactive. Qu'elle lien fait on entre ces deux grandeurs.
La criticité (et donc la masse critique) varie selon le milieu - liquide ou pas, la forme, la géométrie..
Donc pas toujours de lien avec l'activité.
On a quand même une relation entre masse et activité mais ce n'est pas obligatoirement une masse critique qui fait démarrer la réaction en chaîne.
A voir sur d'autre sites peut-être pour une réponse plus complète.
Iron kloug


.
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Cloudy
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MessageSujet: Re: Calcul débit de dose d'une molécule   Dim 1 Oct 2017 - 18:45

D'accord. Merci.
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Calcul débit de dose d'une molécule
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