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Présentation. Etude de la dose absorbée par la matière Dangers du diagnostic in vivo Rx, g radiothérapie radioprotection. Définitions 1. Faisceau: S particules f (nature, direction, énergie) Flux = dN / dS Pb:direction faisceau orienté ou non. S. Définitions 2.

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Presentation Transcript


Pr sentation

Présentation

  • Etude de la dose absorbée par la matière

    • Dangers du diagnostic in vivo Rx, g

    • radiothérapie

    • radioprotection

Benoit Denizot Biophysique CHU Angers


D finitions 1

Définitions 1

  • Faisceau: S particulesf (nature, direction, énergie)

  • Flux = dN / dSPb:directionfaisceau orienté ou non

S

Benoit Denizot Biophysique CHU Angers


D finitions 2

Définitions 2

  • Fluencej = dN / dS ^dS toujours ^ à la direction

  • Fluence énergétiqueF = dE / dS ^E =ò0n En dn

  • Débit de Fluencej° = dj / dt en m-2 s-1 F° = dF / dt en J m-2 s-1

Benoit Denizot Biophysique CHU Angers


Dose absorb e

Dose absorbéeD = dE / dm m masse en kgUnité Gray Gy = J / kgrelatif au faisceau

Débit de doseD° = dD / dt

Mesures directes

Calorimétried°c petit -> difficile

Ionisation

Gaz

Semi-conducteur

Mesures indirectes

Film

Oxydation Fe2+

Thermoluminescence

Dose absorbée

Benoit Denizot Biophysique CHU Angers


Dose absorb e mesure par ionisation

Dose absorbée: mesure par ionisation

  • Chambre à ionisation

  • Ea = n * W, n = Q/eW air = 34 eV

  • Röntgen (non MKSA)rayonnement créant une unité CGS d’électricité de chaque signe / cm3 d’air1 R = 2,1 109 paires/ml = 1,6 1012 paires/g

  • 1 R = 8,77 mGy

Benoit Denizot Biophysique CHU Angers


Dose absorb e mesure par film

Opacité

Dose

Dose absorbée: mesure par film

  • IrradiationAgBr -> AgBr*

  • Révélation AgBr -> Ag AgBr* -> Ag ++++

  • Non linéarité +++

Benoit Denizot Biophysique CHU Angers


Dose absorb e mesure par thermoluminescence

Dose absorbée: mesure par thermoluminescence

  • LiF ou CaSO4 crist.

  • Activation thermique -> lecture retardée

  • Linéarité

Benoit Denizot Biophysique CHU Angers


Dose transf r e

Dose transférée

  • Interaction photon - matière

    • photons II

    • mvt électronique

      • photoélectrons

      • Compton

      • paire e- - e+=> E cinétique Ek

Benoit Denizot Biophysique CHU Angers


Kerma

KERMA

  • Kinetic Energy Release per unit MAssK = dEk / dm

  • En général, $ rayonnements sortant du volume =>D ¹K

Benoit Denizot Biophysique CHU Angers


Equilibre lectronique

Equilibre électronique

  • Si - milieu homogène- «loin» des bords

  • AlorsEk entrants = Ek sortants

  • EtD = KÛEquilibre électronique

Benoit Denizot Biophysique CHU Angers


Relation kerma fluence nerg tique

dN » µ N dx =>dN » µ/r N r dxµ/ r : coeff. atténuation massique

dN.En = µ/r NEnrdx=>dN.En/dm = K =µ/r NEnrdx/Srdx = µ/r NEn/S = µ/r F

K » µ/r F

Si même fluenceKa / Kb = (µ/r)a / (µ/r)b

Equilibre électronique Da / Db = (µ/r)a / (µ/r)b

Relation KERMA - fluence énergétique

S

F

dx

Benoit Denizot Biophysique CHU Angers


Absorption et nergie du rayonnement lectromagn tique

Absorption et énergie du rayonnement électromagnétique

  • (µ/r)tissu / (µ/r)air» 1,1

  • Dtissu en Gy » 9,6 10-3 DRöntgen

1,1

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Dosim trie clinique

Dose = notion physiquemais

Effets bio ¹

Type de radiations b,a,g,n

énergie

organe

Efficacité Biologique Relative EBRRX sous 200 kV = référenceEBRA = DB / DA(à effets biologiques constants)

Dosimétrie clinique

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Equivalent de dose

WR facteur de pondération

hn1

n< 10 keV5< 10010< 2 MeV20< 2010> 205

p5

a, fission, lourds 20

H équivalent de dose en Sievert SvH = D WRsi D < 1 Gy

Equivalent de dose

Benoit Denizot Biophysique CHU Angers


Equivalent de dose 2

WR en fonction du TEL

Importance

Temps

Distance (1/D2)

CDA couche de demi adsorption (X, g, n) ou

épaisseur (a, b, e-)

Equivalent de dose 2

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Diff rentes formes d exposition

Différentes formes d’exposition

Contamination

interne

Contamination

externe

Irradiation localisée

Irradiation globale

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Irradiation du public 2 8 3 4 msv an habitant

Naturelle 2,4 = UIN

Cosmique 0,35(g, n, lourds)x 2 qd + 1500 m

Sol 0,40(40K, 232Th, 238U) 0,2 - 0,8

Interne1,6540K, 14C0,35Radon1,30 (100)

Artificielle0,4-1

Militaire0,01

Industrielle0,01

Domestique0,01(TV ++)

Médicale0,4-1

Irradiation du public( 2,8 à 3,4 mSv/an/habitant )

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Irradiation externe naturelle en france

Irradiation externe naturelle en France

en mSv / an

Province du Kerala

(Decan, Inde)

8 mSv / an

Brésil

12 à 130 mSv / an

Rhone:

100 tonnes d’U /an

100 milliards de Bq / an

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Irradiation par le radon 222

Irradiation par le radon 222

Activité

Liée

218 Polonium

Libre

  • Pb caves non ventilées en terrains primaires

  • Pb tabac (K poumon si > 400 Bq/m3)

10 20 30 mm

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Irradiation m dicale radiographies

Irradiation Médicale: Radiographies

Radiographie

Peau

Moelle

Thyroïde

Poumons

Seins

en mGy

qq 1/10 sec

Thorax de dos

0,25

0,02

0,01

0,1

0,01

(20)

Rachis dorsal

7

0,1

0,6

1

2

Face

lat

15

0,3

0,1

2

0,1

Rachis lombaire

10

0,3

Face

lat

35

2

Mammographie

7

1

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Irradiation m dicale radiologie

Irradiation Médicale: Radiologie

Radioscopie

Thorax

Abdomen

en

mGy/mn

directe

50-100

150

ampli.

Lumin.

10

15

télévisée

4

TomoDensitoMétrie:30 à 60 mGy à la peau

15 à 30 au centre

Lavement baryté: 40 à 400 mGy

Vasculaire abdomen: 300 mGy

UIV gonades : 1 à 20 mGy ovaires

0,5-25 mGy testicules

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Irradiation m dicale m decine nucl aire

Irradiation Médicale: Médecine Nucléaire

Radio

Vecteur

Organe

activité

Dose

Dose

Dose

Dose

nuclide

en mGy

qq h

MBq

organe

moelle

reins

ovaires

99m

Thyroïde

Tc

pertech

40

1

0,2

0,3

nétate

99m

phos

Squelette

Tc

550

6

5

4

phonate

99m

DTPA

Reins

Tc

75

1,3

99m

HMPAO

Cerveau

Tc

550

2,2

3

99m

globules

Cœur

Tc

550

4

3

rouges

cavités

201

Myocarde

Tl

chlorure

100

6

7

11

8

123

iodure

Thyroïde

I

8

40

133

gaz

poumon

Xe

350

22

0,2

0,2

ventilation

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40


R f rences

Références

  • Biophysique des radiations et imagerie médicaleDutreix J, Desgrez A, Bok B, Vinot JMMasson, série Abrégés 1997

  • Biophysique 1. Radiobiologie - RadiopathologieGalle P, Paulin R.Masson, série Abrégés 1992

  • Les effets biologiques des rayonnements ionisantsBertin M.Electricité de France 1991

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