Calcul d'atténuation

Bonjour à tous !
Aujourd’hui j’aimerais aborder avec vous un sujet qui me titille depuis plusieurs semaines.
Cela concerne les fiches IRSN et INRS, notamment les données qu’elles proposent concernant les valeurs de demi-atténuation (X_1/2) et déci atténuation (X_1/10).

Si je reprends la loi d’atténuation :   I_f=I₀×e^(-µ*x)

Où µ=ln⁡2/X_1/2   mais encore µ=ln⁡10/X_1/10
 
Donc si je connais X_1/10 je peux calculer X_1/2 comme suit :

ln⁡2/X_1/2 =ln⁡10/X_1/10
 
1/X_1/2 =ln⁡10/(X_1/10×ln⁡2 )

X_1/2=(ln⁡2×X_1/10)/ln⁡10
 
Sauf que, lorsque je reprends les données des fameuses fiches (exemple sur la fiche du Fluor 18)

 
La valeur de déci atténuation ne permet pas de retrouver la valeur de ma demi-atténuation et inversement.

Sachant que ln⁡10/ln⁡2 ≈3.322 les valeurs de demi et de déci atténuation devrait être séparée d’un facteur de 3.322 mais ce n’est pas le cas d’après ces fiches.

Qu’en pensez-vous ? 
Mon raisonnement est-il erroné ou est-ce une réelle erreur ?

Bonjour,

Attention, cette formule ne s'utilise que pour les gammas, et c'est une atténuation en ligne droite, sans prise en compte de build up éventuel.
Là vous citez le fluor 18 qui est émetteur beta +, donc des gammas d'annihilation ensuite, mais le tableau ne considère sans doute pas les gammas d'annihilation...

https://www.irsn.fr/FR/professionnels_sante/documentation/Documents/IRSN-fiche_Fluor18.pdf

Voici la fiche en question.

J'ai bien peur, au contraire, qu'ils ne que traitent de l'atténuation des photons de 511 keV au vue du très faible parcours des beta +. Ils précisent avant la description de leur tableau que le plus gênant avec le F18 est la production de gamma.

C'est le même problème avec la fiche du 137Cs ou là ils précisent clairement que leur tableau sur la déci et demi atténuation ne concerne que les gammas émis.

https://www.irsn.fr/FR/professionnels_sante/documentation/Documents/IRSN-fiche_cesium137.pdf

Il s'agit bien des gamma d'annihilation, la raison d'être de l'utilisation du F18 en médecine nucléaire.

Le calcul de principe de P_ALL est correct si l'on ne tient pas compte du build -up

Ci-dessous les valeurs obtenues avec Dosimex-GX (option "X-écran")

	Eau	Acier	Plomb
1/10	440 mm	64 mm	16,4 mm
1/2	190 mm	27 mm	5,4 mm

Les résultats collent bien avec l'acier et le plomb. Les écarts significatifs avec l'eau proviennent du fait que dans Dosimex nous avons pas mal baissé les build-up tabulés (ANS/ANSI) dans l'eau qui sont surdimensionnés ( on a parfois un DED plus élevé avec écran d'eau que sans écran)

Autre remarque importante concernant ce type de calcul et l'utilisation des écrans moitiés : sur des émetteurs multiénergétiques cela ne marche pas (sans parler du build-up) car le spectre se durçit au fur et à mesure que l'on rajoute des écrans, et ainsi l'écran moitié est de plus en plus élevé.
Ainsi déduire à partir de l'écran moitié un écran atténuant d'un facteur n (10, 100 ou 1000 si nécessaire) peut conduire à des sous-estimations dramatiques.

Une dernière remarque : l'écran "total" d'eau contre les bêta + (Qmax= 634 keV) est égal à 2,3 mm
On est donc bien ici sur une problématique gamma

Merci à vous pour ces retours! 

Mais alors les valeurs données par Dosimex sont inférieures à celles trouvées par le calcul "à la main" qui ne prend pas en compte le Build up or, le Build up est un phénomène qui crée du rayonnement auxiliaire dans le milieu traversé, donc nous devrions obtenir des valeur d'épaisseur supérieure à celle des calcul d'atténuation "à la main". 

Cependant ce n'est pas le cas on a 1/10 Pb à 16.4 mm et les calculs donne 1/10 Pb à 17.93mm. 

Quels sont les "calculs à la main" ne prenant pas en compte le BU ?
Les valeurs données par la fiche IRSN prennent en compte le BU, un peu trop pour l'eau
Hors build-up les valeurs fondamentales sont pour du 511 keV dans l'eau :

Coefficient d'atténuation linéique (la base) : µ=0,096 cm-1
Dont on déduit :
la couche de demi-atténuation en ligne droite, hors BU : 7,2 cm (au passage on utilise plus les cm que les mm),effectivement comme vous le dites plus faible qu'avec prise en compte du BU ( 19 cm)
Et encore plus fondamental : le libre parcours moyen lpm=1/µ=10,4 cm

Donc au final, les fiches IRSN et INRS donnent des résultats ou le Build up est pris en compte ce qu'il explique l'absence de linéarité des résultats, que l'on observe lorsque l'on calcul nous même le µ ?

Oui.....
Par contre il faut éviter de chercher à connaitre µ à partir des valeurs d'écrans moitié, pour 2 raisons :

-ça ne marche pas si l'écran moitié prend en compte le build-up (la relation n'est pas inversible et l'écran moitié s'obtient avec une technique de solveur, à condition de connaitre les BU)
- ça ne marche pas si le radionucléide est émetteur multigamma

Et surtout ça ne marche pas si ces 2 aspects coexistent
Si vous voulez connaitre les µ, tapez XCOM NIST sur Google (qui donne les µ/rhô),

Merci à vous.

Je ne me servais jamais des valeurs d'écran moitié, j'ai toujours utilisé le NIST.
J'ai découvert l'obtention du µ via l'écran moitié lorsque j'ai fait ma formation PCR à l'Apave.

Bonsoir
Moi non plus je n'utilise pas l'épaisseur moitié
Iron kloug

Un petit exemple numérique pour illustrer mon propos, :
L'écran moitié pour une source de Sélénium 75, utilisé de plus en plus en gammagraphie :

Si on prend une source de 1TBq, on a à 1 m un DED de 68 mSv/h

L'écran moitié de plomb est égal, source nue, à 0,7 mm. Sion prend un écran 10 fois plus épais, soit 7 mm de Pb, on peut s'attendre à diviser le DED d'un facteur 2 puissance 10 soit 1024, et obtenir alors 68 µSv/h.

Perdu, en fait on a 2000 µSv/h, c'est pas pareil.

Le facteur d'atténuation n'est que de 34 !!
Si en plus on prend en compte le BU, il chute à 25

belle erreur d'appréciation. Ou de prévision.

Un truc qui gagne à être connu...

Merci Gluon de ces informations et de cet exemple pratique avec le sélénium !

Donc quelle méthode serait la plus judicieuse afin de bien évaluer une atténuation de dose en fonction des écrans utilisés ?

Ma position est qu'il faut éviter les "calculs à la main"
Les petites formules que l'on donne de ci de là en formation sont intéressantes pour montrer les facteurs influents dans les grande ligne. Je l'utilise moi aussi à ce titre.
Par contre pour des calculs à visée opérationnelles ils faut utiliser des codes de calculs, sinon ça devient vite mission impossible :
Intégration sur la surface ou le volume de la source (les sources ponctuelles sont en réalité une vue de l'esprit, et même dans le cas où la formule en source ponctuelle est applicable, elle est fausse en dessous de 1 cm et incapable de donner un DED au contact).

S'il faut aller chercher à chaque fois dans la littérature les coefficient d'atténuations pour chaque énergie, pour chaque matériau, ça devient vite pénible
En plus c'est un bon moyen de se gauffrer de plusieurs ordres de grandeurs avec toutes les unités qui sont mises en jeu
ça m'arrive encore, par exemple avec l'intensité I : pour le Cesium 137 vous prenez 0,85 ou 85 ?

Donc je vous conseille d'utiliser des codes validés. Ce n'est pas ce qui manque