Qu’est-ce que le coefficient d’atténuation linéaire – Définition

La somme des trois sections transversales partielles est appelée coefficient d’atténuation linéaire. Atténuation des rayons gamma. Dosimétrie des rayonnements

La section efficace totale d’interaction d’un rayonnement gamma avec un atome est égale à la somme des trois sections efficaces partielles mentionnées: σ = σ f + σ C + σ 

  • σ f – Effet photoélectrique
  • σ C – Diffusion Compton
  • σ p – Production de paires

Selon l’énergie des rayons gamma et le matériau absorbant, l’une des trois sections transversales partielles peut devenir beaucoup plus grande que les deux autres. Aux petites valeurs de l’énergie des rayons gamma, l’ effet photoélectrique domine. La diffusion de Compton domine aux énergies intermédiaires. La diffusion du compton augmente également avec la diminution du nombre atomique de matière, donc l’intervalle de domination est plus large pour les noyaux légers. Enfin, la production de paires électron-positon domine aux hautes énergies. Sur la base de la définition de la section efficace d’interaction, la dépendance de l’intensité des rayons gamma sur l’épaisseur du matériau absorbant peut être dérivée. Si les rayons gamma monoénergétiques sont collimatés en un faisceau étroitet si le détecteur derrière le matériau détecte uniquement les rayons gamma qui ont traversé ce matériau sans aucune sorte d’interaction avec ce matériau, alors la dépendance devrait être une simple atténuation exponentielle des rayons gamma . Chacune de ces interactions élimine le photon du faisceau soit par absorption, soit par diffusion loin de la direction du détecteur. Par conséquent, les interactions peuvent être caractérisées par une probabilité fixe d’occurrence par unité de longueur de trajet dans l’absorbeur. La somme de ces probabilités est appelée coefficient d’atténuation linéaire :

μ = τ (photoélectrique) + σ (Compton) + κ (paire)

Coefficient d’atténuation linéaire

L’atténuation du rayonnement gamma peut alors être décrite par l’équation suivante.

I = I 0 .e -μx

, où I est l’intensité après atténuation, I o est l’intensité incidente, μ est le coefficient d’atténuation linéaire (cm -1 ) et l’épaisseur physique de l’absorbeur (cm).

Les matériaux énumérés dans le tableau ci-contre sont l’air, l’eau et différents éléments du carbone ( Z = 6) au plomb ( Z = 82) et leurs coefficients d’atténuation linéaire sont donnés pour trois énergies de rayons gamma. Il existe deux caractéristiques principales du coefficient d’atténuation linéaire:

  • Le coefficient d’atténuation linéaire augmente à mesure que le numéro atomique de l’absorbeur augmente.
  • Le coefficient d’atténuation linéaire pour tous les matériaux diminue avec l’énergie des rayons gamma.

Atténuation

Dépendance de l’intensité du rayonnement gamma sur l’épaisseur de l’absorbeur.

Atténuation des rayons gamma

L’importance relative de divers processus d’interaction du rayonnement gamma avec la matière Coefficients d’atténuation linéaire

Tableau des coefficients d’atténuation linéaire (en cm-1) pour différents matériaux à des énergies de rayons gamma de 100, 200 et 500 keV.

Absorbeur 100 keV 200 keV 500 keV
Air   0,000195 / cm   0,000159 / cm   0,000112 / cm
Eau 0,167 / cm 0,136 / cm 0,097 / cm
Carbone 0,335 / cm 0,274 / cm 0,196 / cm
Aluminium 0,435 / cm 0,324 / cm 0,227 / cm
Le fer 2,72 / cm 1,09 / cm 0,655 / cm
Cuivre 3,8 / cm 1,309 / cm 0,73 / cm
Conduire 59,7 / cm 10,15 / cm 1,64 / cm

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