Qu’est-ce que le gray – Unité de dose de rayonnement – Définition

Une dose d’un gray équivaut à une unité d’énergie (joule) déposée dans un kilogramme d’une substance. Cette unité a été nommée en l’honneur de Louis Harold Gray. Gray – Unité de dose de rayonnement

La dose absorbée est définie comme la quantité d’énergie déposée par les rayonnements ionisants dans une substance. La dose absorbée est donnée le symbole D . La dose absorbée est généralement mesurée dans une unité appelée le gray (Gy), qui est dérivée du système SI. Le rad non-SI est parfois également utilisé, principalement aux États-Unis.

dose absorbée - définition

Unités de dose absorbée:

  • Gray. Une dose d’un gray équivaut à une unité d’énergie (joule) déposée dans un kilogramme d’une substance.
  • RAD. Une dose d’un rad équivaut au dépôt d’une centaine d’ergs d’énergie dans un gramme de tout matériau.

Gray – Unité de dose absorbée

unité griseUne dose d’ un gray équivaut à une unité d’énergie (joule) déposée dans un kilogramme d’une substance. Cette unité a été nommée en l’honneur de Louis Harold Gray , qui fut l’un des grands pionniers de la radiobiologie. Un gray représente une grande quantité de dose absorbée. Une personne qui a absorbé une dose corporelle entière de 1 Gy a absorbé un joule d’énergie dans chaque kg de tissu corporel.

Les doses absorbées mesurées dans l’industrie (à l’exception de la médecine nucléaire) ont souvent des doses inférieures à un gray, et les multiples suivants sont souvent utilisés:

1 mGy (milligray) = 1E-3 Gy

1 µGy (microgray) = 1E-6 Gy

Les conversions des unités SI en d’autres unités sont les suivantes:

  • 1 Gy = 100 rad
  • 1 mGy = 100 mrad

Le gray et le rad sont des unités physiques. Ils décrivent l’effet physique du rayonnement incident (c’est-à-dire la quantité d’énergie déposée par kg), mais il ne nous dit rien sur les conséquences biologiques d’un tel dépôt d’énergie dans les tissus vivants.

Exemples de doses absorbées en gray

Nous devons noter que le rayonnement est tout autour de nous. Dans, autour et au-dessus du monde dans lequel nous vivons. C’est une force d’énergie naturelle qui nous entoure. C’est une partie de notre monde naturel qui est ici depuis la naissance de notre planète. Dans les points suivants, nous essayons d’exprimer d’énormes plages d’exposition aux rayonnements, qui peuvent être obtenues à partir de diverses sources.

  • 0,05 µGy – Dormir à côté de quelqu’un
  • 0,09 µGy – Vivant à moins de 30 miles d’une centrale nucléaire pendant un an
  • 0,1 µGy – Manger une banane
  • 0,3 µGy – Vivant à moins de 50 miles d’une centrale à charbon pendant un an
  • 10 µGy – Dose journalière moyenne reçue du milieu naturel
  • 20 µGy – Radiographie thoracique
  • 40 µGy – Un vol en avion de 5 heures
  • 600 µGy – mammographie
  • 1 000 µGy – Limite de dose pour chaque membre du public, dose efficace totale par an
  • 3 650 µGy – Dose annuelle moyenne reçue du milieu naturel
  • 5 800 µGy – tomodensitométrie thoracique
  • 10 000 µGy – Dose annuelle moyenne reçue du milieu naturel à Ramsar, Iran
  • 20000 µGy – tomodensitométrie complète du corps entier
  • 175 000 µGy – Dose annuelle de rayonnement naturel sur une plage de monazite près de Guarapari, Brésil.
  • 5 000 000 µGy – Dose qui tue un humain avec un risque de 50% dans les 30 jours (DL50 / 30), si la dose est reçue sur une très courte durée .

Comme on peut le voir, les doses faibles sont courantes dans la vie de tous les jours. Les exemples précédents peuvent aider à illustrer les grandeurs relatives. Du point de vue des conséquences biologiques, il est très important de distinguer les doses reçues sur des périodes courtes et prolongées . Une « dose aiguë » est une dose qui se produit sur une courte période de temps, tandis qu’une « dose chronique »»Est une dose qui se prolonge pendant une période de temps prolongée afin d’être mieux décrite par un débit de dose. Des doses élevées ont tendance à tuer les cellules, tandis que de faibles doses ont tendance à les endommager ou à les modifier. De faibles doses réparties sur de longues périodes ne causent pas de problème immédiat à aucun organe du corps. Les effets de faibles doses de rayonnement se produisent au niveau de la cellule et les résultats peuvent ne pas être observés pendant de nombreuses années.

Calcul du débit de dose blindé en gray

Supposons la source isotrope ponctuelle qui contient 1,0 Ci de 137 Cs , qui a une demi-vie de 30,2 ans . Notez que la relation entre la demi-vie et la quantité de radionucléide nécessaire pour donner une activité d’ un curie est indiquée ci-dessous. Cette quantité de matière peut être calculée en utilisant λ, qui est la constante de désintégration de certains nucléides:

Curie - Unité d'activité

Environ 94,6 pour cent se désintègre par émission bêta vers un isomère nucléaire métastable du baryum: le baryum-137m. Le pic photonique principal de Ba-137m est de 662 keV . Pour ce calcul, supposons que toutes les désintégrations passent par ce canal.

Calculez le débit de dose de photons primaires , en gray par heure (Gy.h -1 ), à la surface extérieure d’un blindage en plomb de 5 cm d’épaisseur. Le débit de dose de photons primaires néglige toutes les particules secondaires. Supposons que la distance effective de la source au point de dose soit de 10 cm . Nous supposerons également que le point de dose est un tissu mou et qu’il peut raisonnablement être simulé par l’eau et nous utilisons le coefficient d’absorption d’énergie de masse pour l’eau.

Voir aussi: Atténuation des rayons gamma

Voir aussi: Blindage des rayons gamma

Solution:

Le débit de dose des photons primaires est atténué de façon exponentielle , et le débit de dose des photons primaires, en tenant compte du blindage, est donné par:

calcul du débit de dose

Comme on peut le voir, nous ne tenons pas compte de l’accumulation de rayonnement secondaire. Si des particules secondaires sont produites ou si le rayonnement primaire change d’énergie ou de direction, l’atténuation effective sera alors beaucoup moins importante. Cette hypothèse sous-estime généralement le véritable débit de dose, en particulier pour les écrans épais et lorsque le point de dose est proche de la surface de l’écran, mais cette hypothèse simplifie tous les calculs. Dans ce cas, le véritable débit de dose (avec l’accumulation de rayonnement secondaire) sera plus de deux fois plus élevé.

Pour calculer le débit de dose absorbé , nous devons utiliser dans la formule:

  • k = 5,76 x 10 -7
  • S = 3,7 x 10 10 s -1
  • E = 0,662 MeV
  • μ t / ρ = 0,0326 cm 2 / g (les valeurs sont disponibles au NIST)
  • μ = 1,289 cm -1 (les valeurs sont disponibles au NIST)
  • D = 5 cm
  • r = 10 cm

Résultat:

Le débit de dose absorbé résultant en gray par heure est alors:

débit de dose absorbé - gray - calcul

Si nous voulons tenir compte de l’accumulation de rayonnement secondaire, nous devons inclure le facteur d’accumulation. La formule étendue pour le débit de dose est alors:

débit de dose absorbé - gris

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