Dosimétrie

[Laura98h]

Bonjour,

Je me tourne vers vous car je bloque sur deux exercice qui sont les suivants :

1. Estimer le nombre d'ionisations produites lors du passage à travers une cellule (diamètre
environ 1 µm) par un proton de 1 MeV. On supposera qu'une ionisation nécessite 30 eV.
2. Même question que précédemment, mais pour un électron de 1 MeV.

Sachant que la réponse 1 est 667 ionisations et réponse 2 est 7 ionisations.

Pour m'aider à le résoudre j'ai ce support de cours (chapitre 5) : https://moodlearchive.epfl.ch/2015-2...xt-2014_fr.pdf

Pour commencer j'ai essayé de calculer le TEL. Mais je n'obtenais pas la bonne réponse. Puis je me suis dis, qu'il fallait divisé l'énergie du proton par l'énergie de liaison soit 1000 KeV/0.03 Kev = 333'333.33 KeV pour ensuite soustraire ce chiffre à l'énergie du proton mais il faudrait que ce résultat soit 333 ...
Je ne comprend également pas comment calculer la différence entre un proton et un électron de même énergie.

Si vous pouviez m'offrir quelques pistes qui me permettent de comprendre et résoudre ce problème...

D'avance merci,
LH
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[gts2]

Bonjour,

C'est bien le TEL qui est en cause, mais dans le chapitre 5, il n'y a pas grand chose permettant de le calculer.
Par contre dans le chapitre 4, le graphe de la p.41 devrait pouvoir vous servir.

[Laura98h]

Mon support papier diffère un peu de celui-ci et j'ai bien une formule pour calculer le TEL : dE/dx en J/m ou Kev/micromètre.

Je vais regarder le graphe de p.41 !
Merci

[gts2]

Le graphe de la p.41 est presque un graphe dE/dx (en MeV/cm), le petit bémol, c'est qu'on donne , donc il faut d'abord se débarrasser de la masse volumique.

Si vous avez une formule, essayez de vérifier la concordance entre celle-ci et la courbe.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Laura98h]

Oui, mais étant donné qu’on peut considérer que la cellule est de l’eau, pour 1 MeV on retrouve environ 300 Mev/cm via le tableau, non ?

[gts2]

Oui en gros (je lis plutôt 200), pour le proton.

[Laura98h]

Ok, bon je n’arrive toujours pas trouver la réponse :’(
En fait, je ne sais pas quoi faire avec ces 200 MeV/cm

[gts2]

Vous avez 200 MeV/cm et vous avez une cellule de 1 µm, donc ?

Ensuite, chaque ionisation nécessite 30 eV, donc ?

[Laura98h]

200 MeV/cm -> 0.02 MeV/µm

Si chaque ionisation = 30eV -> 0.00003 MeV
Pour moi, il faudrait diviser l’Energie du photon par l’énergie d’une ionisation. Mais je pense que cela est faux...

[gts2]

200 MeV/cm -> 0.02 MeV/µm

Autrement pour une cellule 20 000 eV de perdus.

Pour moi, il faudrait diviser l’Energie du photon par l’énergie d’une ionisation.

C'est un proton, pas un photon, et il ne perd que 0,02 MeV sur 1MeV.
D'où vient l'ionisation ?

[Laura98h]

Oui, pardon un proton.
Je ne comprends pas votre question ?

[gts2]

Que se passe-t-il pour le proton lors d'une ionisation de 30 eV ?

[Laura98h]

Il perd 30eV ?

[gts2]

C'est bien cela, et comme il en a perdu 20 000, ...

[Laura98h]

Merci beaucoup, je viens de comprendre. Il en aura fallu du temps. Donc si je comprend bien :
Un proton de 1 MeV va avoir un pouvoir d’arrêt massique de 200 Mev/cm^2*g. Comme on considère que c’est de l’eau cela veut dire qu’il a un arrêt massique de 200 MeV/cm soit 0,02 MeV/micromètre ou 20’000 eV/micromètre. Le proton va donc perdre 20’000 eV. Du coup, on fait 20’000/30 et on trouve les 667 ionisations.
Concernant l’électron, lui a un arrêt massique d’approximativement 2 Mev/cm soit 20 eV/micromètre. -> 20/30 = 0.7. Je suppose que le corrigé n’est pas correcte pour la deuxième réponse mais ce n’est pas grave.

Merci beaucoup pour votre aide

[Laura98h]

Oups, 200/30 !

[gts2]

C'est bien cela, bonne continuation.