III.2 Rayonnements indirectement ionisants (photons,
neutron) :
III.2.1 Rayonnements électromagnétique:
L'atténuation d'un faisceau de photons par la
matière homogène est un phénomène qui est la
conséquence de plusieurs types d'interactions physiques
élémentaires qui conduisent soit à un
changement de direction du faisceau de photons (diffusion), soit
à un transfert d'une partie de leur énergie à la
matière (absorption totale ou partielle) [5].
III.2.1.1 Section efficace :
Du fait de la neutralité électrique du photon, son
interaction avec la matière est un phénomène
aléatoire dont la probabilité est proportionnelle à
l`épaisseur de la matière traversée.
La probabilité d'une interaction entre un photon et un
atome (ou l'un de ses électrons) est donnée par la section
efficace ó, rapport entre le nombre d'interactions par seconde et le
nombre de photons incidents par unité de surface et par seconde. La
section efficace ó a donc la dimension d'une surface.
Dans la pratique de la physique atomique, on exprime
généralement les sections efficaces au moyen d'une unité
de surface mieux adaptée à cette échelle, le barn (b). Par
définition, 1 barn vaut 10_28m2[5].
III.2.1.2 Coefficient linéique
d'atténuation:
Figure1. 5: l'atténuation d'un faisceau de
photons dans la
matière.
La probabilité d'interaction ì d'un photon par
unité de longueur est appelée coefficient linéique
d'atténuation.
C'est le produit de la section efficace ó par la
densité atomique n (nombre d'atomes par unité de volume) :
ì = nó =
dN` . (1.6)
N`.d'
Le coefficient linéique d'atténuation a la
dimension de l'inverse d'une longueur; l'intégration de cette relation
conduit à une loi exponentielle décroissante liant
l'intensité du faisceau de photons émergeant du milieu sans y
avoir interagi à l'épaisseur traversée x :
N= N0e_'t' (1.7)
III.2.1.3 Couche de demi atténuation :
Le coefficient linéique d'atténuation est
inversement proportionnel à une grandeur appelée couche de
demi-atténuation (CDA), qui est l'épaisseur de matériau
nécessaire pour atténuer la
moitié des photons incidents. En effet, en écrivant
N0 2 = N0e_uCDA , il vient immédiatement:
1n2
't = CDA (1.8)
III.2.1.4 Effet THOMSON :
La diffusion d'un photon de faible énergie s'effectue sur
un électron, assez fortement lié à l'atome pour que se
soit l'ensemble de l'atome qui absorbe le recul.
Le transfert d'énergie à l'atome est alors
négligeable : le photon est diffusé sans perte
d'énergie.
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