Notes de calcul, rayonnement diffusé

Bonjour,
 
Je suis nouveau sur le forum, en ce moment je suis en train des faire les notes de calcul pour nos dispositifs afin d'obtenir la certification NFC 15-160. Il s'agit des diffractomètres avec des faisceaux directionnels très petits, section de 1mm2 à 10mm2, radiation monochromatique Cu K alpha, E =8.04 keV. Les données trouvées dans la norme ne sont pas du tout adaptées dans mon cas. Je me pose, entre autres, des questions sur le calcul de la radiation diffusée et notamment  les unités (mètres) des distances. Dans la formule on a :
 
S = P*k/b2*d2
S = rayonnement diffusé
P= rayonnement primaire
k = contribution du rayonnement diffusé par rapport au primaire (considéré à 1m)
b = distance milieu diffusion -foyer
d = distance milieu diffusant - endroit à protéger
 
Schéma d'une installation de radiologie avec les formules de calcul et facteurs k  (pages 25 et 35 de la norme)
 
http://www.cinam.univ-mrs.fr/heresanu/RP/
 
Si on prend par exemple b = 20 cm et d=1 cm, donc b = 0.2m et d = 0.01m et un k =0.001 (k = 0.001 pour 50kV, considéré pour 1m, si on est plus proche il me semble logique de l'avoir encore plus grand) on a :
S=P*0.001 /(0.04*0.0001) = 250*P, donc un rayonnement diffusé 250 fois plus important, ce qui me semble quand même irréaliste.
Le k n'est pas exprimé dans une valeur par mètre carré si je ne me trompe pas.
 
De manière générale quand on exprime les distances en m (comme c'est le cas dans la norme) on arrive à des situations ou le rayonnement augmente avec la distance quand les distances sont en dessous du m.
 
Moi je compte calculer la dose par unité de surface, mm dans mon cas et ensuite exprimer la dose au point à protéger en utilisant le 1/d2, si je mets des protections à une dizaine des cm, la source de diffusion reste ponctuelle car elle est au moins 10 fois plus petite que les distances considérées.
Pour cette radiation (8.04 keV) on peut considérer seulement  l'exposition au niveau de la peau et si je ne me trompe pas elle s'exprime en Sv/cm2.
 
Je me demande bien sûr si je n'ai pas raté quelque chose dans tout ça et je me trompe.
J'aimerais bien avoir des retours si possible, je sais que les diffractomètres ne sont pas trop présents dans le forum.
 
Merci bien pour vos éventuelles réponses.
Cordialement,

Vasile

Bonjour,

L'application de la norme NFC15160 V2011 n'est pas systématique.
L'article 3 de l'arrêté du 22/08/2013 le précise bien: soit des dispositions équivalentes...
Peut etre peux tu faire tes calculs avec des logiciels, documentation fournisseur?
@+

j'ai un peu de mal avec le matériel que je ne connait pas

quelle est la tension utilisée ? quelle est la nature du matériau diffusant ?

quelle est la surface exposée du matériau ?

k ne possède pas d'unité, c'est un facteur

Bonjour, 

Merci bien pour les réponses, je suis bien décidé de faire les calculs moi même, il y a des logiciels, les exemples de la norme ne me sers pas à grand chose. Je voulais signaler un problème de logique d'après moi, quand les distances sont plus petites que 1 m en s'écartant de la source on augmente la dose car on divise par un facteur plus petit que 1, au carré (à 0.1 m j'ai une dose 100 plus grande) valable même pour le rayonnement primaire. Je sais que ce n'est pas trop le cas en radiographie mais pour un diffractomètre on peut arrêter le faisceau direct à quelques centimètres de la sortie.

La tension ne compte pas dans mon cas (elle est 40 à 50 kV, anode en Cu) car j'ai des monochromateurs qui laissent passer que la radiation à 8.04 keV (1.54 A).
Moi aussi j'ai compris que le k c'est un facteur, mais il faut lui coller des m carrés quand même car on a des m carrés au dénominateur

J'ai oublié, le matériaux diffusant est variable, ce sont des échantillons de compositions divers : minéraux, métaux, matière organique ...

Bonjour,
Les abaques de la norme ne donnent de rendements que pour des anodes de tungstène...Si ton anode n'est pas en tungstène, il faut faire preuve d'imagination dans tes extrapolations...
Il faut le faire quand même mais ne pas oublier la finalité: tu te mets dans le cas enveloppe (Umax et max I), avec un matériaux diffuseur à Z faible et tu réalises un plan compteur (avec le radiamètre qui va bien en terme de sensibilité en énergie). Tu valides ton zonage et ton etude de poste. Personne ne pourra te reprocher cette approche.
Cordialement.

oui

mais ca lui fera pas un dossier de conformité

Bonjour

Le calcul de la diffusion par une cible est assez délicat.
L'un des paramètres essentiels est la surface et l'épaisseur de la cible , ainsi que sa nature
.
Il faut calculer avec la fameuse équation de Klein et Nishina (un monument de la physique) le nombre de photons diffusé par chaque élément de volume  de la cible à l'angle l'axe d'incidence et l'axe défini par le  volume élémentaire et le point de calcul final  , en tenant compte de l'absorption du rayonnement incident pour arriver à cet élément de volume  et de l'autoabsorption du rayonnement diffusé dans la cible avant de ressortir.

En tenant compte de la baisse d'énergie lié à la diffusion, mais ça c'est le plus simple.
Il faut ensuite intégrer cela sur le volume de la cible irradié (tout au moins le volume de la cible dans le champs d'irradiation)

Sur un spectre X il faut ensuite intégrer sur le spectre en énergie
Pour chaque composante il suffit de multiplier par le coefficient de conversion fluence / dose ou kerma ou tout ce que l'on voudra.

Pour les très faibles distances il est déconseillé d'utiliser la loi en 1/d^2 .

Bref c'est un calcul impossible  à la main et il faut coder (intégrale numérique).
C'est ce que nous avons fait avec Dosimex-GX . ça marche je crois assez bien
Une dernière remarque, les coefficients k de la norme correspondent à une cible en eau de 300 cm2 et de 20 cm d'épaisseur, en gros.
Bon courage

Et commencez surtout par oublier la norme

Vous pouvez jetez un œil sur la conférence réalisé à la SFRP  justement sur un diffractomètre (c'est du pdf qu'il faut lire après enregistrement en se mettant en plein écran):
http://www.sfrp.asso.fr/medias/sfrp/documents/manifestations/Journees_techniques_/2016_11_08_09/2016_11_09_VIVIER_A.pdf

Gluonmou

PS : nous avons aussi réalisé ce calcul avec les radionucléides dans l'option "effet de ciel" (que l'on fait en général plutôt sur un mur)
C'est le même principe mais ici on est en monoénergétique.

ok!!

zut...ma diffusion n'est pas isotrope....j’étais prêt à l'utiliser...
Je la retiens quand même...à sortir à l'apéro entre amis...
Cordialement.

je vous confirme : Klein et Nishina à placer pendent un apéro, c'est la classe, surtout à la fin
Pour emballer c'est moins évident, c'est selon
Le piano c'est mieux

Gluonmou

Je vous ai dit que je voulais me mettre au piano?

Bonne initiative  https://www.youtube.com/watch?v=Q_dSI0gVbp0

Ah ouai , le Arthur.....
Effectivement
Je ne le retrouve pas sur youtube pour l'Andante d'Haydn, morceau absolument génial
J'ai trouvé ça mais c'est un poil en dessous à mes oreilles (attention, je dis ça mais je me couperai les deux mains pour jouer comme le Monsieur):
https://www.youtube.com/watch?v=nMTpP5pHVQo

Euh, bon courage pour le piano Gluonmou !
En même temps,  si tu te coupes les mains, ça risque d'être difficile de jouer comme le monsieur, non ?

C'est de fait assez cornélien quand on y pense
Dans le doute je vais en garder une

Tu vas être légèrement limité,  avec une main... Mais "au clair de la lune", ça se joue

Bonsoir,

tout problème ayant une solution (sinon ce n'est plus un problème)
Il y a le concerto pour la main gauche de Ravel

On va se faire éjecter du post

C'est vrai, c'est bizarre, y'a aucune réaction!?

Hou hou, y'a quelqu'un?

Je tente un truc :
Les photons sont bleus et tout mous  et les électrons rouges et très dur, c'est pour ça qu'ils piquent plus...
.........

Ben non, sont partis en WE en nous laissant les clés

On va pouvoir faire un projet X

Si on part comme ça, tu peux mettre du violet pour l'effet compton

Hey ho
Pas partie en weekend. Allez, soyez chouettes, allez causer musique dans le sujet qui va bien.
Sinon ca va faire chouchous  privilégiés.
Allez ouste ! tous dans la cour de récréation
M'en vais d'ailleurs montrer l'exemple....
Et pour ta gouverne Le Gluon (la particule c'est pour te donner un côté breton), l'un de nos bizutages, rites initiatiques, processus d'accueil préféré pour novice RP c'est la détection de particules alpha via des lunettes à conta . Comme elle est très énergétique, elle se voit dans le noir, avec des lunettes aux verres teintés. On voit un photon lumineux.
Ne rigolez bien, cela fonctionne dramatiquement presque aussi bien que le frottis atmosphérique.

Bonjour,
Je suis complètement d'accord...C'est grâce à ça que mon employeur m'achète une paire de RayBan par an...
Est-ce que vous saviez que l'Iphone7 (le doré à 128Go) détecte les betas du Tritium??

Bonjour à tous,

Je reviens sur les notes de calculs sur mon diffractomètre, merci Gluonmou pour le pdf.
Pour le rayonnement diffusé j'ai fait les calculs en partant du débit de dose mesuré dans le faisceau direct,254 mSv/h qui arrive sur mon échantillon. J'ai ensuite pondéré le facteur k de la norme, pour un rayonnement de 50kV, avec la surface de mon faisceau k = (0.001*0.035)/300 et j'ai calculé les doses en prenant en compte aussi l'absorption de l'air. Il résulte qu'à 22 cm de la source on est déjà en dessous 0.5µSv/h sans aucune protection.
Pour les détails des calculs j'ai mis  Notes_calcul_INEL au :
http://www.cinam.univ-mrs.fr/heresanu/RP/
J'ai mesuré pour un autre diffractomètre plus puissant, en faisant le mème calcul, pour une distance de 30 cm de l'échantillon j'obtiens une valeur de 3.25 µSv/h et en mesurant pour deux échantillons j'ai obtenu 2.4 respectivement 2.6 Sv/h. Mais il y a une autre question que je me pose : la surface du détecteur de mon compteur GG est de 15 cm2, la valeur mesurée doit être divisée par 15 non? En tout cas pour mes diffractomètres les doses sont ridicules en raison de la taille des faisceaux et la faible énergie 8.08 keV
Vasile

ou as tu vu 300 cm² dans la norme ?

j'ai regardé ton document
vu la surface très faible
quel est le matériau diffusant ?
quelle est la tension ?
quelle est la filtration matière épaisseur ?