Problème de Radiation

[invite4aaa2b03]

Bonjour à tous,
je ne sais pas trop comment m'y prendre étant donné que c'est la première question que je pose sur ce forum. En espèrant que quelqu'un saura m'aider à répondre à ce problème de physique des radiations.

Je ne cherche pas une réponse totalement détaillée mais plutôt des pistes qui m'aideront à comprendre le problème.

Le voici:........................ ....................

Un faisceau de 10⁸ photons (1MeV) frappe un bloc de glace de 30X30X30cm³ dont la température est -6 degrés celcius.

Le faisceau de photons passe par le centre du bloc de glace et a une dimension de 4X4cm².

** On demande la dose absorbée par un très petit bloc de glace situé au centre du bloc (dont les dimensions ne sont pas précisées) et l'augmentation de température de ce petit volume de glace.

.............................. ..........................

À partir de la formule suivante : N = N₀e^-kx
avec k le coefficient d'atténuation de l'eau de 0.0707cm^-1

j'ai pensé trouver le nombre de photons atteingnant le centre du bloc (soit à 15 cm) et trouvé une valeur de 3.46X10⁷ photons.

C'est à partir de là que je me demande quoi faire.. devrais-je prendre un petit bloc de glace d'un volume de 1cm³ et calculer combien de photons il absorbera? Si oui, comment faire ce calcul?

.............................. .......

Merci à l'avance..
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[invite6dffde4c]

Bonjour.
Si vous regardez ce que signifie la constante k, c'est l'inverse de la distance dans laquelle le faisceau s'atténue d'un facteur e=2,7... Cette distance est 14,14 cm.
Donc, si vous prenez un volume dont les dimensions sont petites devant cette distance, vous pouvez supposer de la fraction de photons absorbées est faible.
Choisissez un parallélépipède de dimension dans le sens du faisceau et de section S.
Le nombre de photons qui passent par la surface S sera de 3.46 10^7 S/(4 cm²) (j'ai horreur de travailler dans des unités imbéciles comme les centimètres. Je transforme tout en mètres).
Et le nombre de photons absorbés sera

Et le dx ici sera
Cela vous permet de calculer le nombre de photons absorbés dans le volume.
Maintenant il faut transformer l'énergie communiquée par ce nombre de photons absorbés en joules. Puis calculer l'augmentation de température en utilisant la chaleur spécifique de la glace. Sans oublier la chaleur de fusion si un premier calcul montre que la température monte au dessus de 0°C.
Au revoir.

[invite4aaa2b03]

Merciiiiiii!

[KLOUG]

Bonjour à vous

La fluence en nombre de particule par centimètre carré est pourtant très utile pour calculer une dose absorbée ! (ou un KERMA d'ailleurs. On suppose qu'il y a équilibre des particules chargées dans la glace et que le freinage est négligeable avec des photons de 1 MeV)

En unités "pratiques" que LPFR n'aime pas on a la formule en dosimétrie
D (mGy) = 1,6.10^-7 x Fluence (particules/cm²)x Energie (MeV) x coeffecient d'absorption massique en énergie (cm²/g).

Comme il n'y a pas toutes les données on estime que les photons absorbés ont cédés leur énergie. Ce qui n'est pas la réalité car dans la formule d'atténuation en nombre on ne compte pas les rayonnements diffusés par effet Compton. Enfin admettons !

Donc 3.46X10⁷ photons
On peut s'amuser à calculer le nombre de photons perdus sur la section et sur une distance identique (2cm) soit un cube de 8 cm³.


On perd 13,19 % de photons sur 2 cm de longueur et 4 cm² de section.
Donc une énergie de 10⁸ MeV x 0,132.

Après MeV en Joules, etc...

Bonne continuation
KLOUG

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6dffde4c]

Bonjour Kloug.
Cela ne changerait rien si on utilisait toujours les unités du S.I. Mais cela forcerait les vieux à changer leurs habitudes (je pense toujours en francs et en Angstrom).
Et le problème de ces formules "ingénieur" est que l'on trouve toujours de coefficients numériques que ne sont valables qu'avez les unités utilisés.
Et il y a encore des astronomes qui travaillent en c.g.s. avec des ergs à la place de joules.
Cordialement,

[KLOUG]

Bonsoir LPFR
D'accord avec toi pour les changements d'habitudes.
Il faudrait qu'on rajeunisse nos tables de données de bases.
Dans mes poly j'attaque systématiquement avec les unités SI.
Mais par exemple un débit de dose en Gy/s !
Wouah ! Il y a quelques installations qui délivrent de tels débits de dose.
Sinon on est au µGy/h pas vraiment le S.I.
On a déjà du mal avec le Curie qui persiste en lieu et place du Becquerel !

A bientôt
KLOUG

[axg]

Bonjour à tous,
Un faisceau de 10⁸ photons (1MeV) frappe un bloc de glace de 30X30X30cm³ dont la température est -6 degrés celcius.

Le faisceau de photons passe par le centre du bloc de glace et a une dimension de 4X4cm².

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j'ai pensé trouver le nombre de photons atteingnant le centre du bloc (soit à 15 cm) et trouvé une valeur de 3.46X10⁷ photons.

Juste une question que je me pose : comment fais tu pour calculer la fluence (part/cm²) 15 cm plus loin si tu ne connais pas l'angle de diffusion de ton faisceau ?

Merci

[invite6dffde4c]

Juste une question que je me pose : comment fais tu pour calculer la fluence (part/cm²) 15 cm plus loin si tu ne connais pas l'angle de diffusion de ton faisceau ?

Merci

Bonjour.
C'est donné dans l'énoncé:

Un faisceau de 108 photons (1MeV) frappe un bloc de glace de 30X30X30cm3 dont la température est -6 degrés celcius.

Le faisceau de photons passe par le centre du bloc de glace et a une dimension de 4X4cm2.

Au revoir.

[KLOUG]

Bonsoir

Ah ! lecture lecture !
Ca nous arrive à tous de lire trop vite. C'est pour cela que l'examen de synthèse que je pose en Master 2 radioprotection je laisse 15 minutes de lecture hors temps d'examen.

Bonne soirée
KLOUG

[axg]

et encore (j'étais parti sur la fluence et un problème d'angle solide ...)