Nick Connor, Author at Radiation Dosimetry

Qu’est-ce que le compteur du corps entier – Comptage du corps entier – Définition

juillet 11, 2020janvier 5, 2020 par Nick Connor

Un compteur du corps entier est un instrument qui mesure les quantités de radionucléides émettant des rayons gamma dans le corps. Dans les installations nucléaires, des compteurs pour tout le corps sont utilisés pour mesurer la radioactivité dans le corps humain. Dosimétrie des rayonnements

Un compteur corps entier est un instrument qui mesure les quantités de radionucléides émettant des rayons gamma dans le corps (c’est-à-dire qu’il s’agit d’un spectromètre gamma ). Dans les installations nucléaires, ces compteurs sont utilisés pour mesurer la radioactivité dans le corps humain , c’est-à-dire pour mesurer la contamination interne . Cela ne doit pas être confondu avec un «moniteur du corps entier» utilisé pour la surveillance des sorties du personnel, qui est le terme utilisé en radioprotection pour vérifier la contamination externe d’un corps entier d’une personne quittant une zone contrôlée de contamination radioactive. Les compteurs du corps entier sont des appareils très sensibles et, par conséquent, ils sont souvent entourés de grandes quantités de blindage en plomb pour réduire larayonnement de fond . Un compteur de corps entier se compose, par exemple, d’une cabine debout avec deux détecteurs à scintillation NaI de grande surface . Le détecteur supérieur surveille les poumons, le détecteur inférieur surveille le tractus gastro-intestinal.

Il convient de noter que toutes les personnes ont également des isotopes radioactifs dans leur corps dès la naissance . Ces isotopes sont notamment le potassium-40 , le carbone-14 ainsi que les isotopes de l’ uranium et du thorium . La dose annuelle moyenne de rayonnement à une personne provenant de matières radioactives internes autres que le radon est d’environ 0,3 mSv / an, dont:

2 mSv / an proviennent du potassium-40,
12 mSv / an proviennent des séries uranium et thorium,
12 μSv / an proviennent du carbone 40.

La variation de la dose de rayonnement d’une personne à l’autre n’est pas aussi grande, mais elle est également détectée par un compteur de tout le corps.

Spectroscopie gamma

Détecteur HPGe - Germanium — Détecteur HPGe avec cryostat LN2 Source: canberra.com

Si un rayon gamma est émis par un élément radioactif dans le corps humain en raison de la désintégration radioactive, et que son énergie est suffisante pour s’échapper, il peut alors être détecté. Ce serait au moyen d’un spectromètre gamma. Les spectroscopes, ou spectromètres, sont des appareils sophistiqués conçus pour mesurer la distribution spectrale de puissance d’une source. Le rayonnement incident génère un signal qui permet de déterminer l’énergie de la particule incidente. La plupart des sources radioactives produisent des rayons gamma , qui sont de différentes énergies et intensités. Les rayons gamma accompagnent fréquemment l’émission de rayonnement alpha et bêta . Lorsque ces émissions sont détectées et analysées avec un système de spectroscopie, unun spectre d’énergie gamma peut être produit. Les rayons gamma provenant de la désintégration radioactive sont dans la gamme d’énergie de quelques keV à ~ 8 MeV, correspondant aux niveaux d’énergie typiques dans les noyaux avec des durées de vie raisonnablement longues. Comme cela a été écrit, ils sont produits par la désintégration des noyaux lorsqu’ils passent d’un état de haute énergie à un état inférieur. Une analyse détaillée de ce spectre est généralement utilisée pour déterminer l’ identité et la quantité d’émetteurs gamma présents dans un échantillon, et est un outil essentiel dans l’analyse radiométrique. Le spectre gamma est caractéristique des nucléides émetteurs gamma contenus dans la source.

Pour la mesure des rayons gamma au-dessus de plusieurs centaines de keV, il existe deux catégories de détecteurs d’importance majeure, les scintillateurs inorganiques comme le NaI (Tl) et les détecteurs semi – conducteurs . Dans les articles précédents, nous avons décrit la spectroscopie gamma à l’aide d’un détecteur à scintillation, qui se compose d’un cristal scintillateur approprié, d’un tube photomultiplicateur et d’un circuit de mesure de la hauteur des impulsions produites par le photomultiplicateur. Les avantages d’un compteur à scintillation sont son efficacité (grande taille et haute densité) et la haute précision et les taux de comptage possibles. En raison du nombre atomique élevé d’iode, un grand nombre de toutes les interactions entraîneront une absorption complète de l’énergie des rayons gamma, de sorte que la fraction photo sera élevée.

Mais si une résolution énergétique parfaite est requise, nous devons utiliser un détecteur à base de germanium , tel que le détecteur HPGe . Les détecteurs à semi-conducteur à base de germanium sont les plus couramment utilisés lorsqu’une très bonne résolution énergétique est requise, en particulier pour la spectroscopie gamma , ainsi que la spectroscopie aux rayons X. En spectroscopie gamma, le germanium est préféré en raison de son numéro atomique beaucoup plus élevé que le silicium et qui augmente la probabilité d’interaction des rayons gamma. De plus, le germanium a une énergie moyenne inférieure nécessaire pour créer une paire électron-trou, qui est de 3,6 eV pour le silicium et de 2,9 eV pour le germanium. Cela donne également à ce dernier une meilleure résolution en énergie. Le FWHM (pleine largeur à moitié maximum) pour les détecteurs au germanium est fonction de l’énergie. Pour un photon de 1,3 MeV, la FWHM est de 2,1 keV, ce qui est très faible.

Prise de dose interne

Si la source de rayonnement est à l’intérieur de notre corps, nous disons que c’est une exposition interne . L’ingestion de matières radioactives peut se produire par diverses voies telles que l’ingestion de contamination radioactive dans les aliments ou les liquides, l’inhalation de gaz radioactifs ou la peau intacte ou blessée. La plupart des radionucléides vous donneront beaucoup plus de dose de rayonnement s’ils peuvent pénétrer dans votre corps, qu’ils ne le feraient s’ils restaient à l’extérieur. Pour les doses internes, nous devons d’abord distinguer entre l’apport et l’absorption. L’admission signifie ce qu’une personne absorbe. L’absorption signifie ce qu’une personne garde.

Lorsqu’un composé radioactif pénètre dans l’organisme, l’activité diminue avec le temps, en raison à la fois de la décroissance radioactive et de la clairance biologique . La diminution varie d’un composé radioactif à l’autre. A cet effet, la demi-vie biologique est définie en radioprotection.

La demi-vie biologique est le temps mis pour que la quantité d’un élément particulier dans le corps diminue jusqu’à la moitié de sa valeur initiale en raison de l’élimination par les seuls processus biologiques, lorsque le taux d’élimination est à peu près exponentiel. La demi-vie biologique dépend de la vitesse à laquelle le corps utilise normalement un composé particulier d’un élément. Les isotopes radioactifs qui ont été ingérés ou absorbés par d’autres voies seront progressivement éliminés du corps par les intestins, les reins, la respiration et la transpiration. Cela signifie qu’une substance radioactive peut être expulsée avant d’avoir pu se décomposer.

En conséquence, la demi-vie biologique influence de manière significative la demi-vie efficace et la dose globale de contamination interne. Si un composé radioactif à demi-vie radioactive (t _1/2 ) est éliminé de l’organisme avec une demi-vie biologique tb, la demi-vie effective (t _e ) est donnée par l’expression:

Comme on peut le voir, les mécanismes biologiques diminuent toujours la dose globale de contamination interne . De plus, si t _1/2 est grand par rapport à t _b , la demi-vie effective est approximativement la même que t _b .

Par exemple, le tritium a une demi-vie biologique d’environ 10 jours, tandis que la demi-vie radioactive est d’environ 12 ans. En revanche, les radionucléides à demi-vie radioactive très courte ont également une demi-vie efficace très courte. Ces radionucléides délivreront, à toutes fins pratiques, la dose totale de rayonnement dans les premiers jours ou semaines suivant la prise.

Pour le tritium, l’ apport limite annuel (ALI) est de 1 x 10 ⁹ Bq. Si vous absorbez 1 x 10 ⁹ Bq de tritium, vous recevrez une dose de 20 mSv pour tout le corps. La dose efficace engagée , E (t), est donc de 20 mSv. Cela ne dépend pas si une personne entreprend cette quantité d’activité dans un court laps de temps ou dans une longue période. Dans tous les cas, cette personne reçoit la même dose pour tout le corps de 20 mSv.

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Cet article est basé sur la traduction automatique de l’article original en anglais. Pour plus d’informations, voir l’article en anglais. Pouvez vous nous aider Si vous souhaitez corriger la traduction, envoyez-la à l’adresse: [email protected] ou remplissez le formulaire de traduction en ligne. Nous apprécions votre aide, nous mettrons à jour la traduction le plus rapidement possible. Merci

Quelles sont les caractéristiques des rayons gamma / rayonnement – Définition

juillet 11, 2020janvier 5, 2020 par Nick Connor

Les rayons gamma sont un rayonnement électromagnétique. Les principales caractéristiques des rayons gamma sont résumées dans les quelques points suivants. Caractéristiques des rayons gamma. Dosimétrie des rayonnements

Caractéristiques des rayons gamma / rayonnement

Les principales caractéristiques des rayons gamma sont résumées en quelques points:

Les rayons gamma sont des photons de haute énergie (environ 10 000 fois plus d’énergie que les photons visibles),
Les mêmes photons que les photons formant la gamme visible du spectre électromagnétique – la lumière.
Les photons (rayons gamma et rayons X) peuvent ioniser les atomes directement (bien qu’ils soient électriquement neutres) par l’effet photoélectrique et l’effet Compton, mais l’ionisation secondaire (indirecte) est beaucoup plus importante.
Les rayons gamma ionisent la matière principalement par ionisation indirecte .
Bien qu’un grand nombre d’interactions possibles soient connues, il existe trois mécanismes d’interaction clés avec la matière.
Les rayons gamma voyagent à la vitesse de la lumière et ils peuvent parcourir des milliers de mètres dans l’air avant de dépenser leur énergie.
Le rayonnement gamma étant une matière très pénétrante, il doit être protégé par des matériaux très denses, tels que le plomb ou l’uranium.
La distinction entre les rayons X et les rayons gamma n’est pas si simple et a changé au cours des dernières décennies. Selon la définition actuellement valable, les rayons X sont émis par des électrons à l’extérieur du noyau, tandis que les rayons gamma sont émis par le noyau .
Les rayons gamma accompagnent fréquemment l’émission de rayonnement alpha et bêta .

Comparaison de particules dans une chambre nuageuse. Source: wikipedia.org

Coefficients d'atténuation. — Sections efficaces totales de photons.
Source: Wikimedia Commons

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Qu’est-ce que la description du rayon gamma – Définition

juillet 11, 2020janvier 5, 2020 par Nick Connor

Les rayons gamma, également connus sous le nom de rayonnement gamma, se réfèrent au rayonnement électromagnétique (pas de masse au repos, pas de charge) d’une très haute énergie. Définition des rayons gamma. Dosimétrie des rayonnements

Les rayons gamma , également connus sous le nom de rayonnement gamma , se réfèrent au rayonnement électromagnétique (pas de masse au repos, pas de charge) d’une très haute énergie. Les rayons gamma sont des photons de haute énergie avec des longueurs d’onde très courtes et donc des fréquences très élevées. Comme les rayons gamma ne sont en substance que des photons de très haute énergie, ils sont une matière très pénétrante et sont donc biologiquement dangereux. Les rayons gamma peuvent parcourir des milliers de pieds dans l’air et peuvent facilement traverser le corps humain. Les rayons gamma sont émis par des noyaux instables lors de leur transition d’un état de haute énergie à un état inférieur appelé décroissance gamma. Dans la plupart des sources de laboratoire pratiques, les états nucléaires excités sont créés lors de la désintégration d’un radionucléide parent, donc une désintégration gamma généralementaccompagne d’autres formes de désintégration , comme la désintégration alpha ou bêta. Le rayonnement et les rayons gamma sont tout autour de nous. Dans, autour et au-dessus du monde dans lequel nous vivons. C’est une partie de notre monde naturel qui est ici depuis la naissance de notre planète. Les sources naturelles de rayons gamma sur Terre sont, entre autres, les rayons gamma des radionucléides naturels, en particulier le potassium-40. Le potasium-40 est un isotope radioactif du potassium qui a une très longue demi-vie de 1,251 × 10 ⁹ ans (comparable à l’âge de la Terre). Cet isotope peut être trouvé dans le sol, l’eau aussi dans la viande et les bananes. Ce n’est pas le seul exemple de source naturelle de rayons gamma.

Le baryum-137m est un produit d'un produit de fission commun - le césium - 137. Le rayon gamma principal du baryum-137m est le photon 661keV. — Le baryum-137m est un produit d’un produit de fission commun – le césium – 137. Le rayon gamma principal du baryum-137m est le photon 661keV.

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Qu’est-ce que la découverte de rayons gamma / rayonnement – Définition

juillet 11, 2020janvier 5, 2020 par Nick Connor

Les rayons gamma ont été découverts peu de temps après la découverte des rayons X. En 1896, le scientifique français Henri Becquerel a découvert que les minéraux d’uranium pouvaient exposer une plaque photographique à travers un autre matériau. Dosimétrie des rayonnements

Découverte des rayons gamma

Les rayons gamma ont été découverts peu de temps après la découverte des rayons X. En 1896, le scientifique français Henri Becquerel a découvert que les minéraux d’uranium pouvaient exposer une plaque photographique à travers un autre matériau. Becquerel a présumé que l’uranium émettait une lumière invisible similaire aux rayons X, qui ont été récemment découverts par WCRoentgen . Il l’a appelé « phosphorescence métallique ». En fait, Henri Becquerel avait trouvé un rayonnement gamma émis par le radio-isotope ²²⁶ Ra (radium), qui fait partie de la série Uranium de la chaîne de désintégration de l’uranium.Les rayons gamma étaient d’abord considérés comme des particules de masse, par exemple des particules bêta extrêmement énergétiques. Cette opinion a échoué, car ce rayonnement ne peut pas être dévié par un champ magnétique, ce qui indique qu’ils n’étaient pas chargés. En 1914, on a observé que les rayons gamma étaient réfléchis par les surfaces cristallines, prouvant qu’ils doivent être des rayonnements électromagnétiques , mais avec une énergie plus élevée (fréquence plus élevée et longueurs d’onde plus courtes).

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Qu’est-ce que l’annihilation de positrons – Définition

juillet 11, 2020janvier 5, 2020 par Nick Connor

L’annihilation électron-positron se produit lorsqu’un électron chargé négativement et un positron chargé positivement entrent en collision. Lorsqu’un électron de basse énergie annihile un positron de basse énergie. Dosimétrie des rayonnements

Annihilation de positrons

L’annihilation électrons – positrons se produit lorsqu’un électron chargé négativement et un positron chargé positivement entrent en collision. La production d’ un seul photon est interdite en raison de la conservation de la quantité de mouvement linéaire et de l’énergie totale. La production d’une autre particule est également interdite car les deux particules (électron-positon) ne transportent pas ensemble suffisamment d’énergie de masse pour produire des particules plus lourdes. Lorsqu’un électron et un positron entrent en collision, ils s’annihilent, entraînant la conversion complète de leur masse au repos en énergie pure (selon la formule E = mc ² ) sous la forme de deux rayons gamma (photons) de 0,511 MeV dirigés de façon opposée.

e ^– + e ⁺ → γ + γ (2x 0,511 MeV)

Ce processus doit respecter un certain nombre de lois sur la conservation, notamment:

Conservation de la charge électrique. La charge nette avant et après est nulle.
Conservation de la quantité de mouvement linéaire et de l’énergie totale. T
Conservation de l’élan angulaire.

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Qu’est-ce que l’interaction positron – Définition

juillet 11, 2020janvier 5, 2020 par Nick Connor

Les positrons interagissent de manière similaire avec la matière lorsqu’ils sont énergétiques. À la fin de leur trajet, les positrons diffèrent considérablement des électrons. Dosimétrie des rayonnements

Interactions avec les positrons

Les forces coulombiennes qui constituent le principal mécanisme de perte d’énergie pour les électrons sont présentes pour une charge positive ou négative sur la particule et constituent également le principal mécanisme de perte d’énergie pour les positrons. Quelle que soit l’interaction impliquant une force répulsive ou attractive entre la particule incidente et l’électron orbital (ou noyau atomique), l’impulsion et le transfert d’énergie pour les particules de masse égale sont à peu près les mêmes . Par conséquent, les positons interagissent de manière similaire avec la matière lorsqu’ils sont énergétiques . La piste des positrons dans le matériau est similaire à la piste des électrons. Même leur perte d’énergie et leur portée spécifiques sont à peu près les mêmes pour des énergies initiales égales.

À la fin de leur trajet , les positrons diffèrent considérablement des électrons. Lorsqu’un positron (particule d’antimatière) s’arrête, il interagit avec un électron (particule de matière), entraînant l’annihilation des deux particules et la conversion complète de leur masse au repos en énergie pure (selon la formule E = mc ² ) sous la forme de deux rayons gamma ( photons ) de 0,511 MeV dirigés de façon opposée .

Annihilation de positrons

e ^– + e ⁺ → γ + γ (2x 0,511 MeV)

Ce processus doit respecter un certain nombre de lois sur la conservation, notamment:

Conservation de la charge électrique. La charge nette avant et après est nulle.
Conservation de la quantité de mouvement linéaire et de l’énergie totale. T
Conservation de l’élan angulaire.

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Qu’est-ce que le effet Tcherenkov – Définition

juillet 5, 2021janvier 5, 2020 par Nick Connor

Le effet Tcherenkov ou le rayonnement Tcherenkov est un rayonnement électromagnétique émis lorsqu’une particule chargée se déplace à travers un milieu diélectrique plus rapidement que la vitesse de phase de la lumière. Dosimétrie des rayonnements

effet Tcherenkov

Le effet Tcherenkov est un rayonnement électromagnétique émis lorsqu’une particule chargée (comme un électron) se déplace à travers un milieu diélectrique plus rapidement que la vitesse de phase de la lumière dans ce milieu . Elle est similaire à la vague d’étrave produite par un bateau voyageant plus vite que la vitesse des vagues d’eau. Le rayonnement Tcherenkov ne se produit que si la vitesse des particules est supérieure à la vitesse de phase de la lumière dans le matériau. Même aux hautes énergies, l’ énergie perdue par le rayonnement de Cherenkov est bien inférieure à celle des autres mécanismes (collisions, bremsstrahlung). Il est nommé d’après le physicien soviétique Pavel Alekseyevich Cherenkov , qui a partagé le prix Nobel de physique en 1958 avecIlya Frank et Igor Tamm pour la découverte du rayonnement Cherenkov, réalisée en 1934.

rayonnement cherenkov — Source: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu

Rayonnement Cherenkov dans le cœur du réacteur.

Le rayonnement Tcherenkov peut être utilisé pour détecter des particules chargées à haute énergie (en particulier les particules bêta). Dans les réacteurs nucléaires ou dans une piscine de combustible nucléaire usé, des particules bêta (électrons de haute énergie) sont libérées lorsque les fragments de fission se désintègrent. La lueur est également visible après l’arrêt de la réaction en chaîne (dans le réacteur). Le rayonnement cherenkov peut caractériser la radioactivité restante du combustible nucléaire irradié, il peut donc être utilisé pour mesurer la combustion du combustible.

Rayonnement Tcherenkov – Youtube

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Rayonnement continu de freinage – Bremsstrahlung

juillet 5, 2021janvier 5, 2020 par Nick Connor

Rayonnement continu de freinage – Bremsstrahlung

Le rayonnement continu de freinage ou bremsstrahlung est un rayonnement électromagnétique produit par l’accélération ou la décélération d’une particule chargée lorsqu’elle est déviée par des champs magnétiques (un électron par le champ magnétique d’un accélérateur de particules) ou une autre particule chargée (un électron par un noyau atomique). Le nom bremsstrahlung vient de l’allemand. La traduction littérale est «rayonnement de freinage» . D’après la théorie classique, lorsqu’une particule chargée est accélérée ou décélérée, elle doit rayonner de l’énergie.

Le bremsstrahlung est l’une des interactions possibles des particules chargées de lumière avec la matière (en particulier avec des nombres atomiques élevés ).

Les deux occurrences les plus courantes de bremsstrahlung sont les suivantes:

Décélération de la particule chargée. Lorsque des particules chargées pénètrent dans un matériau, elles sont ralenties par le champ électrique des noyaux atomiques et des électrons atomiques.
Accélération des particules chargées. Lorsque des particules chargées ultra-relativistes se déplacent à travers des champs magnétiques, elles sont obligées de se déplacer le long d’un chemin incurvé. Comme leur direction de mouvement change continuellement, ils accélèrent également et émettent donc des bremsstrahlung, dans ce cas, ils sont appelés rayonnement synchrotron .

Bremsstrahlung contre ionisation — Perte d’énergie fractionnelle par longueur de rayonnement dans le plomb en
fonction de l’énergie des électrons ou des positons. Source: http://pdg.lbl.gov/

Étant donné que le bremsstrahlung est beaucoup plus fort pour les particules plus légères, cet effet est beaucoup plus important pour les particules bêta que pour les protons, les particules alpha et les noyaux chargés lourds ( fragments de fission ). Cet effet peut être négligé à des énergies de particules inférieures à environ 1 MeV , car la perte d’énergie due à la bremsstrahlung est très faible. La perte de rayonnement ne devient importante qu’à des énergies de particules bien supérieures à l’énergie d’ionisation minimale. Aux énergies relativistes, le rapport du taux de perte par bremsstrahlung au taux de perte par ionisation est approximativement proportionnel au produit de l’énergie cinétique de la particule et au numéro atomique de l’absorbeur.

La section transversale de bremsstrahlung dépend principalement de ces termes:

Ainsi, le rapport des puissances d’arrêt des bremsstrahlung et des pertes d’ionisation est:

, où E est l’énergie cinétique de la particule (électron), Z est le numéro atomique moyen du matériau et E ‘est une constante de proportionnalité; E ‘≈ 800 MeV . L’énergie cinétique à laquelle la perte d’énergie par bremsstrahlung est égale à la perte d’énergie par ionisation et excitation (pertes par collision) est appelée énergie critique . Un autre paramètre est la longueur de rayonnement , définie comme la distance sur laquelle l’énergie de l’électron incident est réduite d’un facteur 1 / e (0,37) en raison des seules pertes de rayonnement. Le tableau suivant donne quelques valeurs typiques:

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Qu’est-ce que le spectre des particules bêta – Définition

juillet 11, 2020janvier 5, 2020 par Nick Connor

Ce spectre caractéristique est dû au fait qu’un neutrino ou un antineutrino est émis avec émission de particules bêta. Dosimétrie des rayonnements

Spectre de particules bêta

Spectre énergétique de la désintégration bêta — La forme de cette courbe d’énergie dépend de la fraction de l’énergie de réaction (valeur Q – la quantité d’énergie libérée par la réaction) transportée par l’électron ou le neutrino.

Au cours de la désintégration bêta, un électron ou un positron est émis. Cette émission s’accompagne de l’émission d’ antineutrino (désintégration β-) ou de neutrino (désintégration β +), qui partage l’énergie et l’élan de la désintégration. L’émission bêta a un spectre caractéristique. Ce spectre caractéristique est dû au fait qu’un neutrino ou un antineutrino est émis avec émission de particules bêta. La forme de cette courbe d’énergie dépend de la fraction de l’énergie de réaction ( valeur Q – la quantité d’énergie libérée par la réaction) qui est transportée par la particule massive. Les particules bêta peuvent donc être émis avec une énergie cinétique quelconque allant de 0 à Q . En 1934, Enrico Fermi avait développé une théorie de Fermi de désintégration bêta, qui a prédit la forme de cette courbe d’énergie.

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Quelle est la nature de l’interaction du rayonnement bêta avec la matière – Définition

juillet 11, 2020janvier 5, 2020 par Nick Connor

La nature de l’interaction d’un rayonnement bêta avec la matière est différente du rayonnement alpha, malgré le fait que les particules bêta soient également des particules chargées. Dosimétrie des rayonnements

Nature de l’interaction du rayonnement bêta avec la matière

Résumé des types d’interactions:

Collisions inélastiques avec des électrons atomiques (excitation et ionisation)
Diffusion élastique des noyaux
Bremsstrahlung.
Rayonnement Cherenkov.
Annihilation (uniquement les positrons)

Comparaison des particules dans une chambre nuageuse. Source: wikipedia.org

La nature de l’interaction d’un rayonnement bêta avec la matière est différente du rayonnement alpha , malgré le fait que les particules bêta soient également des particules chargées. Par rapport aux particules alpha, les particules bêta ont une masse beaucoup plus faible et atteignent principalement des énergies relativistes . Leur masse est égale à la masse des électrons orbitaux avec lesquels ils interagissent et contrairement à la particule alpha, une fraction beaucoup plus importante de son énergie cinétique peut être perdue en une seule interaction. Étant donné que les particules bêta atteignent principalement les énergies relativistes, la formule non relativiste de Bethe ne peut pas être utilisée. Pour les électrons de haute énergie, une expression similaire a également été dérivée par Bethedécrire la perte d’énergie spécifique due à l’ excitation et à l’ionisation (les «pertes par collision»).

Formule Bethe modifiée pour les particules bêta.

De plus, les particules bêta peuvent interagir via une interaction électron-nucléaire (diffusion élastique des noyaux), ce qui peut modifier considérablement la direction des particules bêta . Par conséquent, leur chemin n’est pas si simple. Les particules bêta suivent un chemin très zigzag à travers le matériau absorbant, ce chemin résultant des particules est plus long que la pénétration linéaire (plage) dans le matériau.

Les particules bêta diffèrent également des autres particules chargées lourdes par la fraction d’énergie perdue par processus radiatif connue sous le nom de bremsstrahlung . D’après la théorie classique, lorsqu’une particule chargée est accélérée ou décélérée, elle doit rayonner de l’énergie et le rayonnement de décélération est connu sous le nom de bremsstrahlung («rayonnement de freinage») .

Il existe un autre mécanisme par lequel les particules bêta perdent de l’énergie via la production de rayonnement électromagnétique. Lorsque la particule bêta se déplace plus rapidement que la vitesse de la lumière (vitesse de phase) dans le matériau, elle génère une onde de choc de rayonnement électromagnétique connue sous le nom de rayonnement Cherenkov .

Les positrons interagissent de manière similaire avec la matière lorsqu’ils sont énergétiques . Mais lorsque le positron s’immobilise , il interagit avec un électron chargé négativement, entraînant l’annihilation de la paire électron-positron.

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