Spectre de photons diffusés issus d'un accélérateur médical de 18 MeV

Bonjour,
je fais le relais suite à une discussion que j'ai eu avec une PCR et un radiophysicien d'un centre de radiothérapie : il est apparemment convenu que l'énergie du rayonnement diffusé correspond au tiers de l'énergie initiale (soit, pour une installation de 18 MeV, 6 MeV). Mes correspondants ont réalisé des mesures de débits de dose dans la salle de traitement avec un appareil allant jusqu'à 10 MeV (AT 1123 distribué par APVL) et ont obtenu des résultats complètement incohérents... (peut être que l'appareil sature du fait d'une énergie du rayonnement trop important...) Quelqu'un a t il déjà réalisé un "spectre" du faisceau de rayonnements diffusés ou a déjà vu une étude sur le sujet?
Merci de votre retour.
Fred

Hello Fred,

Pour dire quelque chose j'ai besoin d'un peu plus d'infos de la part de tes correspondants :
En quoi les résultats sont-ils incohérents ?
Quel était le diffuseur utilisé ?

Tu t'en doutes, si c'est une variabilité selon le point de mesure ça ne m'étonnera pas beaucoup.

-L'énergie du photon diffusé varie avec l'énergie incidente de manière non linéaire (donc pas 1/3) et l'angle de diffusion*.
->Donc cela va varier avec l'endroit où tu mesures dans la pièce.

-L'énergie du faisceau X incident est elle-même distribuée entre 0 et 18 MeV, on convient parfois que l'énergie moyenne d'un rayonnement de freinage est de 1/3 de l'énergie max
-> donc 6 MeV pour l'incident en moyenne, pas le diffusé, mais rien ne vaut la mesure (p. ex. par CDA) plutôt qu'une approximation.

Tes photons devraient avoir une distribution dans la pièce assez complexe, avec au-delà du diffuseur faible fluence et forte énergie, et l'inverse côté rétrodiffusé.
Le diffuseur va beaucoup influer, sans parler de la filtration, donc si tes correspondants peuvent préciser les conditions de leur mesure.



E'=E/(1+E.(1-cos(phi))/mc²)

avec :
E'=energie du diffusé
E=énergie incidente
phi=angle de diffusion
m=masse de l'électron

Hello Baldaquin,
je prendrais contact lundi (si je n'oublie pas...) avec la PCR afin qu'il entre en piste.
Fred

Bonsoir
Dommage que Elbe ne soit pas là pour donner quelques indications sur les accélérateurs.
Comme je ne suis pas dans mon bureau avant le 5 novembre pas moins, je ne peux rien consulter de mes bibles.
Le kloug voyageur vous salue bien.
KLOUG

Bonjour,
kloug ayant invoqué mon maitre à penser je me devais de vous apporter quelques éléments de réflexion sur ce sujet . je vous fournis donc un spectre pour l'interaction d'électrons de 18 MeV sur du W à 50 cm et 0°. Le spectre est présenté en fluence et en équivalent de dose.
Il s'agit d'une géométrie hyper simplifiée par rapport à de la radiothérapie (pas de filtre ...)
Pour la dose due aux neutrons je suppose que vous conaissez la formule pour la déduire de la dose photon.
Pour les diffusés on peut refaire une simulation ou utilser la formule du post de balda qui se simplifie à 90° et haute énergie donnant 511 keV.

PSR

Bonjour à tous,
après consultation de mon maitre à penser (elbe) la réponse à la question initale fut sans appel : ni l'un ni l'autre mais 511 keV ou moins !
le raisonnement est le suivant :

fred parle du diffusé et non de l'allure du spectre primaire. Aussi il faut repartir de la relation déjà mentionné par balda :

Ed=E0/(1+E0/mc2(1-cos(téta))

dans une casemate de radiothérapie, l'angle de diffusion téta est forcément compris entre 90 et 180 °, donc cos(teta) est compris entre 0 et -1.
ainsi à haute énergie Ed=511 keV et lorsque E est de l'ordre de 511 keV Ed=511 keV/2 lorsque E est inférieur à 511 Ed est inférieur à 511 keV.

PSR pas sûr d'être clair.

Euh, effectivement je ne cromprend pas trop.
Mais ça peut venir de moi !

E0 :
On parle bien de diffusé, mais il nous faut connaître le spectre primaire pour savoir ce qui va être diffusé, non ?
Il n'y a pas à mon sens un E0 unique, tes courbes le prouvent.

Veux-tu dire qu'on peut remplacer le spectre primaire par (par exemple) l'énergie moyenne pour estimer le diffusé ? Ca me pose des problèmes de compréhension physique et impacte le calcul de blindage.

theta :
Pourquoi l'angle de diffusion est-il forcément entre 90 et 180 ° en casemate ?

m_ec² :
cela fait bien 511 keV et apparaît dans la formule, mais je ne vois pas pourquoi à haute énergie Ed=511 keV.

J'apprend beaucoup de ces discussions, merci !
Si tu résous mes couacs, je te paie des kwak !

bonjour,
pour l'angle voici la géométrie possible :

E0 peut prendre l'énergie de 0 à 18 MeV
à 18 Mev on a :
Ed=18/(1+18/.511(1-cos teta)
cos teta est < 0 donc 18/.511 >> 1 donc Ed proche de .511/(1-costeta) donc au maximum Ed=.511 pour une énergie incidente élevée. tu peux continuer le raisonnement en diminuant l'énergie et tu t'parçoit que le diffusé ne peut pas dépasser .511 keV si l'angle est compris entre 90 et 180°

Bonjour
Pour thêta = pi on obtient 430 keV
Pour thêta = 90° on obtient 497 keV allez 500 keV
Donc des valeurs inférieures à 511 keV
KLOUG

Aïe, le schéma est mal passé.
C'est 90° qui est écrit en 'filigrane' ?
Je vais mettre cela à plat sur une feuille blanche.
Pas de raison qu'une équation me perde alors qu'elle est là pour expliquer.

En effet pas très fun :

Merci, je m'y colle dès que possible (probablement pas ce week-end désolé).

Bonsoir,
pour vérifier j'ai simulé (désolé) avec MCNPX (idem) le spectre dû au diffusé sur du béton d'un faisceau issus de l'interaction d'électrons de 18 MeV sur du W. hors influence du faisceau primaire on obtient le spectre suivant :

mon maître à penser à encore raison grrr (et lui l'avait prédit sans simu) grr grr

PS : j'ai mis mon tally un peu au pif dans la pièce, la pièce est remplie de vide (pas d'interactions dans l'air pour un résultat plus rapide)

Merci beaucoup !

Donc si je peux faire un raccourci, beaucoup de photons entre 100 et 300 keV, puis ça dégringole jusque 500 keV*.

Parce que MCNPX sait aussi traiter le diffusé ?
Dites, vous êtes sûr que quelqu'un ne s'est pas déjà penché sur la simulation réaliste de diffusé en radiologie et radiothérapie avec cet outil ?

BaldaquIntégraleTriple

* quelque chose me dit que vous allez me dire jusque 511 keV, non ? ;-)

Un code Monte-carlo donc MCNPX sait tout traiter (à condition de savoir s'en servir et pas faire des recettes de chef ...),
511 keV évidemment car on peut avoir de la matérialisation,
attention de ne pas oublier qu'une tête de radiothérapie "fuit" à raison de 1/1000 de son faisceau direct et ce spectre est encore différents des autres.