Grandeurs et mesures 2 Grandeurs dosimtriques Krma Dose

Grandeurs et mesures- 2 Grandeurs dosimétriques Kérma, Dose, TLE et plus IAEA Jour 2 – Leçon 8 1

Objectif • Connaitre les grandeurs dosimétriques, la terminologie associée et les concepts sous-jacents • Apprendre davantage sur le kerma (débit Kerma), l'exposition (débit d’exposition), la dose absorbée (débit de dose), le transfert linéique d'énergie (TLE), et la dose aux organes IAEA 2

Contenu • • Kerma (débit) Coefficient massique d’absorption d’énergie Kerma dans l’air Exposition (débit) Dose absorbée (débit) Energie communiquée Transfert Linéique d’Energie (TLE) Dose à l’Organe IAEA 3

Kerma (Kinetic Energy Released per unit Mass) Kerma: énergie cinétique transférée à la matière par unité de masse Le Kerma est définit par: Où d. Etr K = dm Le Kerma Indique la somme de toutes les énergies cinétiques Etr transférées à des particules secondaires de première génération dans un élément de masse dm du milieu. IAEA 4

Kerma • L’unité de kerma est le J kg-1 • Le nom spécial de l’unité de kerma est le Gray (Gy) IAEA 5

Débit de Kerma. Le débit de kerma, K, est le quotient de d. K par dt, où d. K est l’incrément du kerma pendant le temps dt: . K= d. K dt Le débit de Kerma s’exprime en J kg-1 s-1 et le nom spécial qui lui est attribué est le Gray par seconde (Gy. s-1 ou Gy. h-1 ) IAEA 6

Exposition L’exposition est: • Une quantité utilisée pour indiquer la quantité d'ionisations produites dans l'air par un rayonnement x ou gamma L’unité de l’exposition dans le SI est le Coulomb par kilogramme (C/kg) IAEA 7

Exposition La relation entre l’exposition et le Kerma dans l’air est la suivante: X = Ka (1 – g) e W où “W” est l'énergie moyenne dépensée par un électron pour produire une paire d'ions et «e» est la charge de l’électron g : est la fraction de l'énergie des électrons secondaires initiale qui est rayonnée en tant que rayonnement de freinage IAEA 8

Exposition • L'exposition est mesurée dans des conditions d'équilibre électronique IAEA 9

Débit d’Exposition. Le débit d’exposition, x, est le quotient de dx par dt, où dx est l’incrément de l’exposition dans le temps dt: x. = d. X dt L’unité est C. kg-1. s-1 ou (C. kg. h-1) IAEA 10

Dose Absorbée La dose absorbée , D, est donnée par: D = de/dm _ où (de) est l’énergie moyenne communiquée à la matière de masse (dm) par le rayonnement IAEA 11

Dose Absorbée • L’unité de la dose absorbée est le J kg-1 • Le nom spécial pour la dose absorbée est le Gray (Gy) IAEA 12

Energie communiquée L’Energie communiquée est l’écart entre la somme des énergies de toutes les particules ionisantes ayant pénétré dans un volume, et la somme des énergies de toutes celles qui l'ont quitté, cet écart étant diminué de l'équivalent énergétique de toute augmentation de masse au repos résultant des réactions nucléaires ou des réactions entre particules élémentaires qui ont eu lieu dans ce volume. IAEA 13

Débit de dose absorbée. Le débit de dose absorbée est la variation de la dose absorbée (d. D) par unité de temps (dt). D= d. D dt : L’unité est J kg-1 s-1 et le noms spécial pour l(unité de la dose absorbée estle Gray par seconde (Gy s-1) IAEA 14

Transfert Linéique d’Energie Le transfert linéique d’énergie est l’énergie transférée par une particule au milieu traversé par unité de longueur Le TLE s’exprime en J. M-1 On peut aussi, pour plus de commodité, exprimer le TLE en e. V. m-1 ou ke. V. µm-1 IAEA 15

Transfert Linéique d’Energie • Exprime le niveau d’énergie transférée à l’échelle microscopique IAEA 16

Transfert Linéique d’Energie Le LET est défini généralement comme: L =[ d. E ] dl où d. E est l’énergie déposée en traversant la distance dl IAEA 17

Transfert Linéique de l’Energie • Une mesure de la façon dont, en fonction de la distance, l'énergie est transférée du rayonnement à la matière exposée; • Un TLE élevé indique l’énergie est déposée dans une petite distance IAEA 18

Dose à l’organe • Doses à l'organes peuvent résulter tant de l'irradiation externe que interne (cas de contamination interne par exemple) • La mesure / le calcul de la dose aux organes suite à l’exposition externe aux rayonnements est généralement plus simple que pour le cas de la contamination interne • En effet, les diapos suivantes focalisent sur la dose aux organes suite à une exposition interne IAEA 19

Dose à l’organe • Suite à une admission dans le corps d'un matériau radioactif, il existe une période au cours de laquelle le matériau donne lieu à des doses équivalentes délivrées dans les organes ou les tissus de l'organisme à des débits différents • L'intégrale dans le temps du débit d'équivalent de dose est appelée dose équivalente engagée. IAEA 20

Organes spécifiques pour lesquels les débits de doses sont calculés • gonades • La moelle osseuse • • • (rouge) vessie sein thyroïde peau reste IAEA • • • côlon poumon estomac foie œsophage Surface de l'os 21

Organes restants • • • glandes surrénales Gros intestin supérieur intestin grêle rein pancréas IAEA • • • cerveau rate thymus utérus muscle 22

Fantôme pour le calcul de dose à l’organe IAEA 23

Dose à l’organe IAEA 24

Résumé • Les grandeurs dosimétriques et les terminologies associées ont été discutées • Les étudiants ont étudié le kerma, l’exposition, la dose absorbée, le Transfert Linéique d’Energie et la dose à l’organe IAEA 25

Où trouver plus d’Information • Knoll, G. T. , Radiation Detection and Measurement, 3 rd Edition, Wiley, New York (2000) • Attix, F. H. , Introduction to Radiological Physics and Radiation Dosimetry, Wiley, New York (1986) • International Atomic Energy Agency, Determination of Absorbed Dose in Photon and Electron Beams, 2 nd Edition, Technical Reports Series No. 277, IAEA, Vienna (1997) IAEA 26

Où trouver plus d’Information • International Commission on Radiation Units and Measurements, Quantities and Units in Radiation Protection Dosimetry, Report No. 51, ICRU, Bethesda (1993) • International Commission on Radiation Units and Measurements, Fundamental Quantities and Units for Ionizing Radiation, Report No. 60, ICRU, Bethesda (1998) • Hine, G. J. and Brownell, G. L. , (Ed. ), Radiation Dosimetry, Academic Press (New York, 1956) IAEA 27

Où trouver plus d’Information • Bevelacqua, Joseph J. , Contemporary Health Physics, John Wiley & Sons, Inc. (New York, 1995) • International Commission on Radiological Protection, Data for Protection Against Ionizing Radiation from External Sources: Supplement to ICRP Publication 15. A Report of ICRP Committee 3, ICRP Publication 21, Pergamon Press (Oxford, 1973) IAEA 28