Interaction matière rayonnement en radiothérapie

[calculair]

Bonjour,

En radiothérapie, on montre des courbes représentant la dose de rayonnement reçu en fonction de la profondeur avec pour paramètre l'énergie des photons.

Ces courbes présentent une montée rapide des doses pour les premiers centimètres, puis une décroissance linéaires.

Pour des X à 30MeV, le maximum se situe à 5 cm

Pour des X à 200 keV le maximum est approximativement à 1 cm


Si il semble facile pour comprendre la diminunition des doses reçues après le passage par le maximum, il est plus difficile de comprendre le début des courbes qui sont croissante avec la profondeur.


Par ailleurs et peut être, il y a un explication identique, lorsque des protons accelerés sont utilisés, alors la dose reçue est maximale dans une zone étroite de profondeur ( l'énergie est libérée sur une courte distance, mais à une profondeur de plusieurs cm . Pour des protons de 200 MeV, la profondeur est de 23 cm et la dose max présente un pic étroit de 1à 2 cm vers 23 cm
Ce Pic est appelé " pic de Bragg"

Merci de bien vouloir me donner une explication physique sur ces lois d'interaction Particules /rayonnement avec la matière.

Si c'est pas clair , je mettrai un dessin dans un post
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[gatsu]

Salut,

Une idee rapide pour expliquer la croissance rapide est que, a chaque energie de photon est associee une section efficace de collision qui est essentiellement inversement proportionnelle a l'energie du photon. Si on interprete cette section efficace de collision comme un taux de reaction par cm traverse en connaissance la densite du materiau, alors on cherche quelle est la probabilite pour qu'un photon n'interagisse pas avec le materiau.

Si la proba d'interaction par unite de materiau est alors on a apres couches que la probabilite de ne pas etre absorbe apres est la probabilite jointe



De telle sorte que la probabilite d'interagir sur une distance est qui croit rapidement avec . La densite de probabilite correspondante qui serait la courbe observee est simplement la derivve par rapport a est donc



L'interpretation que j'en ai est la suivante : au depart, le cote probabiliste de la reaction photon-matiere fait croitre rapidement la densite de probabilite et ce n'est pas tres bien capture par une analyse en prenant la limite avec un nombre infini de tranches meme si on peut comprendre d'ou cela vient. J'imagine que le maximum est en fait et a partir de la s'en suit une decroissance lineaire sur des distances petites devant .

Ce calcul est tres grossier et peut etre que je passe completement a cote de ce qui est vraiment important mais au moins c'est ce a quoi je peux penser en 10 min a minuit.

[calculair]

Bonjour,

Ton explication semble a peu près représentative de la réalité, pour la courbe de décroissance.

Elle n'explique pas la première partie de la courbe

enfin comment peut on évaluer théoriquement le paramètre K qui fixe la section efficace du photon ou de l'onde associée .

je joints une courbe qui est donnée

[PSR B1919+21]

Bonjour,
Pour les photons c'est ce que l'on appelle la "crête de tavernier". Elle est due aux électrons secondaires mis en mouvement par les photons, qui augmente la dose dans le premiers centimètres.
Pour les ions (e.g les protons) c'est le pic de bragg. La particule perd de l'energie et notamment en fin de parcours on a un augmentation rapide de l'énergie déposée pour atteintre son maxima dans le pic de bragg.
PSR

[A voir en vidéo sur Futura]

[calculair]

Bonjour,

Merci pour ces précisions, mais je ne comprends pas bien la physique de ces inter actions.

S'agit t il d'un effet quantique ? comment expliquer que les protons s'arrêtent d'un coup ? S'il s'agit de choc sur les molécules, c'est quand le faisceau a le plus d'énergie que l'énergie libérée devrait être la plus grande.

L'explication de gatsu paraissait sympa, mais elle cadre mal avec le début de la courbe. De plus, plus ll'energie augmente et plus la "crête de Tavernier" recule ....?

Si on pouvait m'éclairer Même si quelqu'un a un début d'explication, je suis preneur

Merci