Physique pour la médecine

...la théorie!

Radioprotection

Chapitre II: Détection des   particules.

II.D. Autres

 

1)Film photographique.

 

Le film photographique est une émulsion où le milieu est un gel et où la phase dispersée est constituée de microcristaux de bromure d'argent AgBr. L'interaction des photons avec le film affecte certaines liaisons ioniques dans les cristaux. Le développement du film réduit complètement les cristaux atteints, ce qui amplifie considérablement l'information. Le résultat est un noircissement du support aux endroits exposés.

Pour plus d'informations sur ce type de support, on se reportera au §V.A du sujet "radiologie conventionnelle", domaine d'imagerie où le film photographique a joué un rôle de premier plan. Il est aussi à la base d'un modèle de dosimètre parmi les plus simples et les plus répandus, ce qui sera développé au chapitre III ci-dessous.

 

2)Thermoluminescence.

 

La thermoluminescence est le fait de matériaux qui où les bandes de valence et de conduction sont nettement séparées mais où des atomes en insertion font apparaître des niveaux intermédiaires stables dans la bande interdite. Des électrons excités par une cause extérieure peuvent passer en conduction puis retomber dans ces niveaux où ils se trouvent piégés, l'énergie thermique à température normale n'étant pas suffisante que pour les faire remonter en conduction. Pour libérer ces électrons il faut chauffer la matière à haute température. L'énergie restituée est une mesure de l'intensité du rayonnement à l'origine de l'excitation. Le fluorure de lithium LiF est l'un des matériaux les plus utilisés en ce sens.

Ce phénomène est très utilisé en datation archéologique. En physique des rayonnements il ne permet pas le comptage ni la spectrométrie mais se révèle très utile en dosimétrie, ce qui fait l'objet du chapitre III.

 

3)Effet Čerenkov.

 

Dans un milieu transparent la lumière se propage non pas à la vitesse limite c=300000km/s mais à une vitesse v=c/n, où n est l'indice de réfraction du matériau, indice toujours supérieur à l'unité. Dans ces conditions, rien n'empêche une particule d'aller plus vite que la lumière, ce qui est impossible dans le vide. Si la particule en question est chargée électriquement, il se passe un phénomène tout à fait analogue à ce qui se passe en acoustique lorsqu'un émetteur dépasse le mur du son. Le front d'onde bien connu dans ce domaine est fait ici d'une onde électromagnétique, donc de photons émis sous l'angle θ=arcsin(vlumière/vparticule)=arcsin(1/βn). Le couplage à un photomultiplicateur permet de détecter ces photons.

Le nombre de photons est faible et n'est pas représentatif de l'énergie déposée dans la matière, ce qui ne convient pas pour la dosimétrie. Il est par contre proportionnel à l'énergie propre de la particule et on peut donc construire sur cette base des détecteurs de comptage ou de spectrométrie. Ce sont des détecteurs à seuil, insensibles au rayonnement de faible énergie, puisqu'une particule ne peut être vue que si sa vitesse vaut au moins c/n. Le milieu sensible doit être transparent et dénué de tout caractère scintillant sous peine de voir les photons Čerenkov noyés dans la lumière de fluorescence.