coefficient d'attenuation linéique μ

Hello tout le monde
Dans le livre PCR principe de radioprotection - réglementation chez EDP Sciences à la page 205 nous avons le tableau avec les coefficients d'atténuation linéique pour les photons.
Petite question: est ce que quelqu'un saurait me dire comment ces valeurs ont été déterminées?

Merci.

Bonjour
Vous les avez aussi ici dans les données de bases :
http://www.rpcirkus.org/documentation/generale/donnees-bases
Et bien pour certaines valeurs c'est l'expérimentation et les codes de calculs de l'époque qui ont fait ces déterminations.
Les premières valeurs datent de 1952 (WHITE) puis 1954 (COMPTON, oui celui que vous connaissez), etc..
J'ai en ma possession un rapport CEA de 1968 (auquel je tiens particulièrement) signé Henri JOFFRE et Lucien PAGES (deux des maîtres français de la RP) qui actualisent ces coefficients.

Voila
KLOUG

merci Kloug

Pour calculer vos porpres coefficient d'atténuation massique (μ/ρ) vous pouvez utiliser ce petit logiciel de l'AIEA : http://www-nds.iaea.org/reports/nds-195.htm

Niko je n'ai pas encore vu le coefficient d'atténuation massique, mais si tu as une explication à me donner je suis preneur...

Le coefficient d'atténuation massique : μ/ρ, est une propriété de chaque élément chimique.
Pour connaitre le coefficient d'atténuation linéique il faut multiplier le coefficient d'atténuation massique par la masse volumique de ton écran : μ = μ/ρ * ρ

Bonsoir,
Pour calculer le coefficient d'atténuation linéique, on a une formule: n=n0*exp(-u*d)
dont
n est le nombre de rayon détecté par le détecteur pendant une période de temps déterminé quand on met une matériel avec une épaisseur déterminé (d) entre la source de rayon et le détecteur.
n0 est le nombre quand d=0
u est le coefficient d'atténuation linéique.
Grace à des expérimentations, on peut facilement déterminer le u.

Bonsoir,

Quand on a une parois en tôle comment déterminer le coefficient d'atténuation linéique?

En théorie c'est difficile parce qu'il faut connaitre déjà la nature du métal (la tôle est une feuille de métal) et le type de tôle gaufrée, ondulée, plane...

Comment le détermineriez-vous en pratique?

Par ailleurs j'ai vu sur le site un coefficient d'atténuation linéique pour le béton.
Mais de quel béton s'agit-il? Est-ce le béton le plus pénalisant en matière d'atténuation?

Le béton utilisé dans le bâtiment, ainsi que dans les travaux publics comprend plusieurs catégories.

En général le béton peut être classé en trois groupes (norme NF EN 206-1 articles 3.1.7 à 3.1.9), selon sa masse volumique ρ :

béton normal : ρ entre 2 000 et 2 600 kg/m3 ;
béton lourd : ρ > 2 600 kg/m3 ;
béton léger : ρ entre 800 et 2 000 kg/m3.

Le béton courant peut aussi être classé en fonction de la nature des liants :

béton de ciment ;
béton silicate (Chaux) ;
béton de gypse (gypse) ;
béton asphalte....

Bonsoir,
Concernant les bétons je suis assez d'accord qu'il faut regarder leur composition mais surtout pour un calcul neutron. Par contre pour les photons le mu varira peu avec la composition mais linéairement avec la densité
H*

Bonsoir,

Vaste sujet. C'est toute la physique d'interaction photon- matière qui est contenu dans le coefficient d'atténuation linéique. Pour répondre à la première question, comment ont-ils été déterminés, il y a effectivement l'expérimentation, mais aussi et surtout les modèles théoriques.Dans ce cadre là l'expérimentation sert à recaler certains paramètres de la théorie Ces modèles s'appuient sur la théorie quantique des champs, qui a commencé à se développer dans les années 30.

Il y a certaines choses importantes à savoir à propos de ces coefficients linéiques, qui s'expriment en général en cm-1, ce qui ne parle guère.

La quantité 1/µ , en cm, est le libre parcours moyen des photons dans la matière fonction de l'énergie et de la matière. Cela permet de mieux visualiser la capacité de pénétration de ces photons dans la matière. Ainsi, au bout d'un libre parcours moyen (lpm), 37 % des photons émergent sans avoir interagi. Mais attention, sur les 63 % qui ont interagi, dans de nombreux cas la plupart n'auront fait que diffuser. C'est le cas dans l'eau entre 40 keV et 20 MeV.

Le lpm permet de juger rapidement d'une situation donnée : si votre écran fait 5 cm et que le lpm fait 14 cm, votre écran ne vous protégera guère. Si votre écran fait 1 cm et le lpm 1 mm, votre écran sera très efficace.

Ainsi que le disait H*(10), µ est proportionnel à la densité. Ainsi dans un même matériau, si la densité double, le lpm est divisé par 2. Pour des matériaux proches sur le plan élémentaire (eau et plastique par exemple), les coefficients linéiques sont très proches, à même densité.

Pour terminer, le principe fondamental qui permet de faire des calculs est :

Si on envoie N photons dans un matériau d'épaisseur dx (petit devant le lpm), le nombre de photons qui vont interagir est égal à dN=µ Ndx, soit encore dN/N=dx/lpm.

Après bien sûr il faut connaitre ces coefficients, ce qui impose de connaitre l'énergie des photons , la nature élémentaire des matériaux, leur densité et leur épaisseur etc.

Je vous conseille le site XCOM (taper XCOM NIST et vous tombez dessus. C'est très simple d'emploi et ce sont des valeurs de références)


Exemple d'une diffusion d'un photon de 1,5 MeV dans un cube d'eau de 30 cm (rentré par la face à gauche), avec son historique d'angles de diffusion et de baisse en énergie. Il est rentré à 1500 keV et ressorti à 71 keV après 7 diffusions. Il n' y pas deux trajectoires identiques, tout cela est probabiliste.



Cordialement

Merci pour vos explications biens illustrées et cela donne envie d’en savoir plus...en plus de physicien vous ne seriez pas professeur?

Peut-il arrivé que le photon soit diffusé à 180° pour une plage d’énergie pouvant aller jusqu’à 310 keV lorsqu’il traverse le béton, l’acier ou le fer ?
Je vais essayer de simuler avec XCOM.
Pour ce cube d’eau, que voulez-vous dire par « tout cela est probabiliste » ?
Voulez-vous dire que le nombre de diffusion (ici 7), le libre parcours et les angles de diffusion peuvent varier dans les mêmes conditions d’expérimentation ou de simulation ? À quoi bon de simuler alors ? À moins qu’XCOM nous donne ici la probabilité ayant la plus forte occurrence (nombre de diffusion max 7,…)

Par ailleurs la réglementation dit que le « CAMARISTE » doit délimiter la zone contrôlée notamment sur la base des caractéristiques de la source (activité, débit de dose), de l’environnement (chantier sans présence de travailleur ou de personne du public, zone urbaine...), des dispositifs mis en place pour réduire l’émission des rayonnements ionisants (collimateurs, écran portatif, sac de plomb...).
Il peut donc se trouver face à de multiples situations où dans le cadre d’une étude prévisionnelle de dose il aurait beaucoup de mal même au pifomètre de déterminer le coefficient d'atténuation linéique des matériaux susceptibles d’être traversés lors des tirs…
Il faut connaitre l'énergie des photons (possible), la nature élémentaire des matériaux (plus ou moins possible) , leur densité (comment ?) et leur épaisseur (possible) etc.
Pour les équipements de protection collectifs (collimateurs, écran portatif, sac de plomb…) les valeurs d’atténuation données par les constructeurs sont bien connues mais qu’en est-il quand il n’est pas possible de mettre en place ces EPC et que vous devez traverser des matériaux non homogènes ?
C’est pourquoi il est d’usage chez les camaristes (je parle des utilisateurs de générateurs X) d’effectuer leur zonage sur la base des valeurs calculées en champ libre et de le majorer en prenant en compte le risque pyrotechnique.
Crldt.

Citation :

Peut-il arrivé que le photon soit diffusé à 180° pour une plage d’énergie pouvant aller jusqu’à 310 keV lorsqu’il traverse le béton, l’acier ou le fer ?

Oui, effectivement, tous les photons peuvent rétrodiffuser. Des photons de 310 keV qui rétrodiffusent ont une énergie minimale de 140 keV (rétrodiffusion à 180 °) Il y en a une proportion de 34 % de ceux qui diffusent qui repartent en arrière, (angle de diffusion > 90°), ce qui n'est pas négligeable. Bien sûr une certaine proportion peuvent être réabsorbés par la cible avant d'en ressortir.

Citation :

Voulez-vous dire que le nombre de diffusion (ici 7), le libre parcours et les angles de diffusion peuvent varier dans les mêmes conditions d’expérimentation ou de simulation ?

Effectivement, des photons de mêmes natures dans un même matériau auront des destins différents. mais on en connait les moyennes, comme par exemple le libre parcours moyen. On peut alors faire des calculs déterministes sur des grands nombres de photons (codes déterministe) ou utiliser des codes Monte-Carlo, plus puissants, parce qu'ils reproduisent photons après photons cet aspect aléatoire, pour en tirer à la fin des valeurs moyennes. Ils sont les plus aptes à gérer les effets de diffusion multiples.
Le plus délicats (entre autres)avec de tel codes, est qu'il faut modéliser son environnement, géométries, nature des matériaux. Mais on peut toujours essayer de faire des calculs de coin de tables, pour juger de l'ordre de grandeur des atténuations par exemples : si vous voyer qu'après un calcul d'écran il vous reste 1 nSv/h, vous pouvez vous autoriser une facteur d'erreur de 100. Vous savez que vous générez un champ négligeable. Si vous trouvez 10µSv/ h, là vous ne pouvez plus vous autoriser une telle erreur de calcul. Il faut alors faire appel à des "codeurs". Je parle ici en terme d'étude prévisionnelle. Car de toute façon c'est la mesure qui doit trancher. Encore faut-il avoir les détecteurs adaptés, car là aussi on peut se planter. L'idéal est lorsque la mesure confirme le calcul. On peut penser alors que l'on a la bonne valeur. La probabilité de se planter en mesure et en calcul tout en donnant la même valeur est en général faible.

Cordialement
Oui, effectivement,j'enseigne, c'est pourquoi je suis si bavard. j'aime bien comprendre, et partager cette compréhension, ce qui pousse à mieux comprendre. C'est pas pour étaler ma science, ça je vous avoue sincèrement que c'est pas mon truc.

Bonjour

michelange a écrit:

Par ailleurs la réglementation dit que le « CAMARISTE » doit délimiter la zone contrôlée notamment sur la base des caractéristiques de la source (activité, débit de dose), de l’environnement (chantier sans présence de travailleur ou de personne du public, zone urbaine...), des dispositifs mis en place pour réduire l’émission des rayonnements ionisants (collimateurs, écran portatif, sac de plomb...).
Il peut donc se trouver face à de multiples situations où dans le cadre d’une étude prévisionnelle de dose il aurait beaucoup de mal même au pifomètre de déterminer le coefficient d'atténuation linéique des matériaux susceptibles d’être traversés lors des tirs…

Et bien c'est justement la difficulté d'apprécier l'ensemble de la nature des matériaux qui doit faire prendre une attitude de précaution et prendre peut-être des valeurs enveloppes comme on dit, histoire de ne pas avoir de mauvaises surprises.

michelange a écrit:

C’est pourquoi il est d’usage chez les camaristes (je parle des utilisateurs de générateurs X) d’effectuer leur zonage sur la base des valeurs calculées en champ libre et de le majorer en prenant en compte le risque pyrotechnique.

Exactement
Vous aurez beau modéliser, il faudra quand même le vérifier sur le terrain avec des mesures.

gluonmou a écrit:

Car de toute façon c'est la mesure qui doit trancher. Encore faut-il avoir les détecteurs adaptés, car là aussi on peut se planter. L'idéal est lorsque la mesure confirme le calcul. On peut penser alors que l'on a la bonne valeur. La probabilité de se planter en mesure et en calcul tout en donnant la même valeur est en général faible.

Dixit notre cher gluonmou.
C'est justement la connaissance des détecteurs et des rayonnements à mesurer qui permet de dire que le radioprotectionniste connaît son sujet.

KLOUG

Gluonmou a écrit:

Bonsoir,

Vaste sujet. C'est toute la physique d'interaction photon- matière qui est contenu dans le coefficient d'atténuation linéique. Pour répondre à la première question, comment ont-ils été déterminés, il y a effectivement l'expérimentation, mais aussi et surtout les modèles théoriques.Dans ce cadre là l'expérimentation sert à recaler certains paramètres de la théorie Ces modèles s'appuient sur la théorie quantique des champs, qui a commencé à se développer dans les années 30.

Bonjour,

quitte à présenter le µ par rapport à la physique de l'interaction photon/matière je pense qu'il vaut mieux parler en termes de section efficace qui est physiquement plus rigoureux.



et ensuite rendre à César ce qui lui appartient : par exemple Klein (pas felix mais Oskar) et Nishina ont travaillé non pas sur le µ mais sur la section efficace compton (Klein et Nishina (1929) ZF phys 52 (11-12): 853-869).
H*

Cher H*(10)

Pour le prénom de Klein, je vous fait confiance

Vous avez tout à fait raison de me reprendre en disant qu'il est préférable de parler en termes de section efficace. mais je ne voulais pas complexifier le débat. Meac culpa.

Par contre, lorsque je dis "Klein et Nishina ont développé leur formule...", il me semble qu'il était clair que c'était la formule de Klein et Nishina. Si vous inversez les termes de ma phrase, vous verrez que l'on retrouve bien "formule... Klein (Oskar) et Nishina...

Et si l'on veut être précis, pour éviter toute confusion et à nouveau rendre à César ce qui appartient à César, vous noterez que votre assertion :
"Klein (pas felix mais Oskar) et Nishina ont travaillé non pas sur le µ mais sur la section efficace compton ", manque cruellement de précision. En effet leur formule porte plus exactement sur la section efficace différentielle angulaire. La section efficace électronique que l'on retrouve dans le coefficient linéique partiel de l'effet Compton étant l'intégrale sur tout l'espace de cette section efficace différentielle.

La chose serait incomplète si l'on ne donnait pas à nos collègues qui suivent avec attention ces débats cette fameuse formule. Je donne ici un extrait de l'annexe H de mon bouquin" calcul de dose générées par les rayonnements ionisants", qui je le craint, ne sera jamais dans vos si nombreuses références (que serions nous, sans références?):



Je profite de ce petit badinage pour vous demander, cher H*(10), si le n° d'activation que je vous ait prestement envoyé par MP a fonctionné. Je n'ai eu aucune nouvelles depuis. Vous pourrez alors afficher (tableur IRM photon, onglet Compton) les sections efficaces angulaires de KN à toutes les énergies, ce qui change des sempiternelles images figées reproduites de bouquin en bouquin. En plus vous aurez les valeurs intégrées sur différents angles solides .
Ou alors s'agissait -il juste d'un "crash test virtuel".
Cordialement

Gluonmou a écrit:

Je profite de ce petit badinage pour vous demander, cher H*(10), si le n° d'activation que je vous ait prestement envoyé par MP a fonctionné. Je n'ai eu aucune nouvelles depuis.

je dois bien avouer que je ne l'ai pas utilisé ayant déjà un certain nombre de soft disponible répondant largement aux problématiques de RP voir de physique

Cher H*(10),

Ces modestes utilitaires ne sont pas destinés à des experts maniant des codes tels que MCNP et autres. Le prétendre serait risible.
Mais c'est vous même qui disiez qu'il ne vous restait qu'à jeter le CD après un double -crash de disque dur, soulignant par là que le fait ne disposant que de 2 n° d'activation, un tel produit était inutilisable après un double accident.
Je voulais simplement montrer qu'il n'en était rien, et qu'il y avait toujours des solutions.
En espérant aussi, pourquoi ne pas rêver, qu'un jour vous l'utilisiez pour un petit calcul rapide, comme par exemple pour les doses bêta.

Ce qui me rappelle une anecdote qui m'est arrivé avec un expert reconnu, justement. lorsque nous nous sommes lancé dans ce projet, avec Gamma.Lambda, un ami m'a dit qu'il connaissait un expert qui avait fait des calculs de doses bêta, et que c'était l'occasion de "benchmarker" nos outils.

Et bien figurez vous que ses résultats présentaient un écart d'un facteur 1000 (100000 %) avec nos codes , mais aussi avec le "Radionucléides et radioprotection", de Delacroix (nous , nous étions à 15 %, inacceptable, diraient certains)

l'expert en question avait fait une erreur de débutant : il partait d'un calcul à 30 cm et appliquait la loi en 1/d2 à 70 µm, d'où une valeur colossale.
avec un tel expert, le pauvre radiochimiste qui se collait une goutte contaminée sur la peau se retrouvait aussitôt à l’hôpital, avec le curé pour l’extrême onction.

(pour comprendre ce qu'il faut faire dans un tel cas , pas l’extrême onction, le passage de 30 cm à 70 µm, voir annexe M de notre ouvrage).
heureusement qu'il est venu nous "benchmarker, l'expert. Il s’apprêtait à envoyer un article avec une Kolossale boulette.
La morale étant que l'on a toujours besoin de plus petit que soi.
Cordialement

Gluonmou a écrit:

En espérant aussi, pourquoi ne pas rêver, qu'un jour vous l'utilisiez pour un petit calcul rapide, comme par exemple pour les doses bêta.

je suis navré de vous décevoir mais pour les béta j'utilise varskin qui me semble pertinent et gratuit : http://www.varskin3.colostate.edu/

H*

Vous n'utilisez donc pas le modèle de Cross?

Depuis le temps que j'en entendais parler de Varskin, du coup je l'ai téléchangé.
merci pour le lien.

Pour l'instant voilà ce que j'obtiens (qui n'est sans doute que le fait de mon incompétence)



J'adore les run-time-error. Microshield me joue la même lorsque je tape sur "Build-up"
Et lorsqu'il ne fait pas des run-time-error, est-ce qu'il donne les spectres atténués, Varskin?
Dans une version 2, en plus du spectre incident, nous donnerons le profil de dose dans la peau, avec sa forme si particulière.

Mais si quelqu'un peut me dire comment faire marcher Varskin, sans me donner l'impression que je suis un mongolien, je suis preneur. pour l'instant la table des radionucléides est vide??
Cordialement

Je suis plutôt école point Kernel de Berger pour sa rigueur "Berger (1971 )Journal of Nuclear Medicine 12(5):5 (1971)." mais il m'est arrivé d’utiliser Cross (1997) Radiat prot dosim Vol. 69 n°2 pp 85- 96 (adaptation de Loevinger 1956 - Radiation Dosimetry Academic Press) pour sa simplicité d'emploi

Cher H*(10)

Si je puis poser une question quasiment d'ordre personnelle et hors-sujet :
C'est quoi, votre nouvel avatar : le tombeau de Lénine, Sarah Bernahrdt dans Phèdre, Belphégor...?
Même en zoomant je ne devine pas, et cela m'intrigue (en zoomant, vous verrez par contre mon cerveau)
Vous n’êtes pas bien sûr obligé de me répondre, et garder tout le mystère.
Cordialement

C'est directement en relation avec mon avatar précédent : ceux qui me connaissent très bien (en fait très peu sur ce site) auront deviné. Je laisse les autres deviner ... réponse en mp svp

Bonjour,
je suis sur un projet de réalisation de film de propylène dans le cadre de mon entreprise.
La spécificité du polypropylène est d'avoir une très bonne transmission des rayon x. Hélas de tout les logiciels que vous avez pu publié, aucun ne me permet de calculer les coefficients d'atténuation massique me concernant (les longueurs d'ondes de travail étant comprise entre 67.6 et 18.3 Angström).
Sauriez-vous de quelles manières pourrais-je les obtenir ?