1.3.2. Classification des rayonnements ionisants
En médecine et en biologie, les rayonnements
ionisants rencontrés sont principalement soit constitués par des
particules matérielles chargées (électrons, protons,
deutons, ions, etc.) ou neutres (neutrons), soit par des photons
(essentiellement les rayons X et y) [23].
Les rayonnements ionisants peuvent être donc
divisés en deux catégories principales :
· Rayonnements corpusculaires : on distingue les
rayonnements corpusculaires en fonction de leur mode de production et par le
type de particules émises: protons, électrons, noyaux
d'hélium, neutrons, etc. La théorie de la relativité
permet de relier la masse et l'énergie par la relation
d'équivalence masse-énergie (Einstein 1905) :
E = m0c2 + T (1)
Ott m0 est la masse au repos de la particule, et T
à son énergie cinétique.
· Rayonnements électromagnétiques
: un rayonnement électromagnétique monochromatique est une onde
électromagnétique caractérisée, par sa
fréquence u. Sa vitesse de propagation dans le vide qui
est la vitesse de la lumière (c).
Des expériences sur les interactions de ces
rayonnements avec la matière montrent qu'un rayonnement
électromagnétique se comporte aussi comme un ensemble de
particules, les photons, se déplaçant à la vitesse de la
lumière. C'est le dualisme onde - corpuscule. L'énergie de chaque
rayonnement de fréquence u est donnée par
:
E = h u (2)
Ott h est la constante de Planck, et v
la fréquence d'onde électromagnétique [23]. 1.3.3.
Interaction photons-matière
Dans la gamme d'énergie des photons
utilisés en radiothérapie, trois effets prédominent
largement.
1.3.3.1. Effet photoélectrique
L'effet photoélectrique (figure 8)
(intégralité de l'énergie du photon incident est
transférée à un électron arraché à
une couche interne d'un atome, le réarrangement électronique qui
s'ensuit entraîne l'émission soit d'un photon dit de fluorescence,
soit d'un électron Auger).
Figure 8 : Effet photoélectrique
[3].
1.3.3.2. Effet Compton
L'effet Compton (figure 9) (énergie d'un photon
incident transmise à un électron arraché à une
couche périphérique d'un atome et à un photon dit
diffusé).
Figure 9 : Effet Compton [23]. 1.3.3.3.
Production de paires
C'est un processus par lequel, un photon incident
disparaît et son énergie se matérialisant au voisinage du
champ Coulombien d'un noyau pour donner naissance à un pair
électron - positron (figure 10).
Figure 10 : Effet de matérialisation
[23].
Pour que ce processus ait lieu, le photon doit avoir une
énergie supérieure au seuil de création (e+,
e-), i.e. hv > 2×0,511MeV.
1.4. Spécification de la dose en
curiethérapie 1.4.1. Introduction
La spécification des quantités
dosimétriques est indispensable pour fournir des mesures physiques
reproductibles aux effets des radiations sur la matière.
1.4.2. Activité [17]
L'activité (A) est définie par le
nombre de désintégrations, qui se produisent dans la source par
unité de temps. L'unité appropriée pour exprimer
l'activité d'une source, est le Becquerel (Bq) tel que :
1 Bq = 1 désintégration par
seconde.
Cependant, la mesure de l'activité d'une
source présente des problèmes, en particulier pour une source
scellée, qui est une source enfermée dans une enveloppe
scellée ou munie d'un revêtement auquel elle est intimement
liée qui devait présenter une résistance suffisante pour
empêcher le contact direct avec la matière radioactive et la
dispersion de celle-ci dans les conditions pour laquelle elle a
été conçue (norme ISO 2919).
1.4.3. Activité apparente [17]
L'activité apparente (Aapp) d'une source
radioactive a été définie comme l'activité d'une
source ponctuelle du même radionucléide, qui délivre le
même débit de kerma dans l'air qu'une source réelle,
à une distance identique, sans effets d'autoabsorption et
d'atténuation, elle est exprimée par :
Aapp =
10_6 ( 1 ) ((Re-el (3)
l.36130/ r
Ou :
KR : le débit de kerma de référence
dans l'air ;
r2ref : la distance source
détecteur de rayonnement ; I' : la constante de
débit de kerma ;
10-6 : la constante de conversion
d'unité de (uGy) au (Gy) ;
( 3 1 0)
60 : la constante de conversion d'unité de (h) au
(s).
Ou bien, quand le débit du kerma de
référence dans l'air est exprimé en (mGy/h) et le
rref est la distance est égale à 1 m.
AaPP = 10-6 ( 1 ) (Sk
3600 r ) (4)
Ou : Sk : l'air kerma strength. 1.4.4. Transfert
d'énergie [13]
Le transfert d'énergie des rayonnements ionisants
produit l'ionisation des particules secondaires.
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