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République Algérienne Démocratique
Populaire
Ministère de l'Enseignement Supérieur et
de la Recherche Scientifique
Université Farhat Abbas-Sétif
1-
Faculté des Sciences
Département de Physique
MÉMOIRE
Pour l'obtention du diplôme de LICENSE en Physique
Appliquée (IBH)
-THEME-
Cross-Calibration des Dosimètres à
faisceaux électron
Établissement d'accueil
EHS MOKHTARI ABDELGHANI
CENTRE DE LUTTE CONTRE LE CANCER SETIF
Réalisé par : Encadré par :
- Meziane AbdeRaouf - Pr. Z.Chaoui
- Aloui Haithem - Dr. S.Khoudri
Année universitaire:2017/2018
2
Remerciement
On tient tout d'abord à remercier vivement le bon
dieu, de nous avoir donné la force pour suivre ainsi que
l'audace pour dépasser toutes les difficultés, grâce
à son aide que nous avons réalisées ce modeste travail.
On présente nos premiers remerciements à nos
encadreurs Monsieur ..... et notre
Monsieur pour avoir proposé et suivi de près la
réalisation de ce travail et ses
précieux conseils
Nous tenons également à remercier très
chaleureusement :
À avoir participé à notre nombre de jury.
On remercie encore nos enseignent de LICENSE de la faculté
des sciences. Comme nous tenons à exprimer également nos
remerciements à tous les membres de l'équipe de physique
médicale surtout Monsieur T.Hachemi et l'équipe
des étudiants MASTER 1 et 2 pour leur aide et leur gentillesse.
Enfin, je tiens à exprimer ma gratitude pour tous ceux que
je n'ai pas cités et qui ont contribué de près ou de loin
à la réalisation de ce mémoire et à
l'accomplissement de ce projet
3
4
Sommaire
- Liste des Tableaux - Liste des figures
- Liste des abréviations - Introduction
CHAPITRE I. Les interactions Rayonnements-Matière
: 10
I.1. Les Rayonnements ionisants et non-ionisants : 11
I.2. Interaction électrons-matière : 11
I.2.1. Phénomène d'excitation et d'ionisation :
12
I.2.2. Rayonnement de freinage : 13
I.3. Interaction photon-matière : 13
I.3.1. L'effet photo-électrique : 14
I.3.2. Effet Compton : 14
I.3.3. L'effet de création de paire
(matérialisation) : 15
I.3.4. Domaine de prépondérance de chacun des
effets : .15
CHAPITRE II. La dosimétrie et le protocole de
calibration (TRS-398) : 17
II.1. Définition de la dosimétrie : 18
II.2. Types de protocoles de dosimétrie : 18
II.3. Détermination de la dose absorbée dans l'eau
en mode électron : 19
II.3.1. La formule de la dose absorbée dans l'eau : 19
II.3.2. Conditions de référence : 20
II.3.3. Correction pour les grandeurs d'influence : 21
II.3.3.1. Correction liée à la densité de
l'air (KTP) : 21
II.3.3.2. Kpol facteur de Correction liée à la
polarité : 22
II.3.3.3. KS Recombinaison ionique : 22
II.4. Séries de rapports techniques de AIEA TRS
398(Technical Repports Series ) : 23
II.5. Exemple de détermination de la dose absorbé
dans l'eau en mode électron de haute énergie : 23
II.6. cross-calibration : 26
CHAPITRE III. Partie expérimental : 28
III.1. Matériels utilisés : 28
III.1.1. Accélérateurs de particules Varian iX :
28
III.1.2. Les applicateurs : 29
III.1.3. la chambre d'ionisation : 29
5
III.1.3.1. Principe de fonctionnement : 29
III.1.3.2. Types de chambres utilisées : 30
III.1.3.2.1. La chambre cylindrique : 30
III.1.3.2.2. la chambre plane parallèle : 32
III.1.4. Le milieu de référence (Le fantôme)
: 33
III.1.5. L'électromètre : 34
III.1.6. Thermomètre et baromètre : 35
III.1.7. La source Radioactive 90Sr : 36
III.2. Résultats et discussions : 36
III.2.1. La validité de facteur de calibration. : 36
III.2.1.1. les valeurs de lecteur corrigé L (j) de la
chambre cylindrique : 36
III.2.2. Etalonnage dans l'eau (Mesure la dose absorbée
dans l'eau) : 38
III.2.2.1. Montage expérimental de fantôme d'eau :
38
III.2.2.2. Calcul la dose absorbée pour l'énergie
de 16 MeV (électron) : 39
III.2.2.3. cross-calibration (en mode photon) : 44
III.2.2.4. Calcul la dose absorbée pour l'énergie
de 16 MeV (après cross-calibration) : 45
III.2.2.5. Calcul la dose absorbée pour l'énergie
de 16 MeV (différents modèles de chambre
Markus) : 47
Conclusion : 49
Annexe 1 : Mesure avec la source radioactive de contrôle
50
Annexe 2 : Le Laboratoire secondaire d'étalonnage pour la
dosimétrie 50
Bibliographies & Références 51
6
Liste des tableaux
Tableau 1 : Les conditions de
références
Tableau 2 : Qualités de rayonnement de
METAS
Tableau 3 : Valeurs calculées de
???? pour les faisceaux d'électron, en fonction de la
qualité de faisceaux
R50
Tableau 4 : Valeurs calculées de
a?? en fonction de ratio??1 /
??2
Tableau 5 : Les caractéristiques de la
chambre Farmer 30013
Tableau 6 : Les caractéristiques de la
chambre Markus
Tableau 7: Valeurs de L(J) de la chambre
cylindrique TM30013 S/N 7499 a l'aide de la source de 90Sr
Tableau 8: conditions de
référence pour déterminer la dose absorbée dans
l'eau en mode électron.
Tableau 9: Mesure de débit pour la
chambre de référence PTW 30006/30013
Tableau 10: Mesure de débit pour la
chambre de relative (Markus) S/N 4434
Tableau 11: Comparer la Dose relative par
rapport Dose de référence (avant cross-calibration)
Tableau 12: Les mesures obtenu pour 6 et 18
MV(Markus4434)
Tableau 13: Les mesures obtenues pour 6 et 18
MV (0.6cc)
Tableau 14: Les valeurs calculées de
????,??,??
Tableau 15: Les mesures obtenues pour la
chambre référence (FARMER) S/N 7499
Tableau 16: Les mesures obtenues pour la
chambre relative (Markus) S/N 4434
Tableau 17: Comparaison la Dose relative par
rapport Dose de référence (après cross-calibration)
Tableau 18: Les mesures obtenues pour la
chambre référence (FARMER) S/N 7499
Tableau 19: Les mesures obtenues pour la
chambre plate (Markus) S/N 4435
7
Tableau 20: Les mesures obtenues pour la
chambre plate (Markus) S/N 4436
Tableau 21: Comparaison la Dose relative par
rapport la Dose de référence (pour différent S/N)
Liste des figures
Figure I.1: Classification des
rayonnements
Figure I.2: Phénomène
d'ionisation
Figure I.3: Phénomène
d'excitation.
Figure I.4: Phénomène de
freinage
Figure I.5: effet photoélectrique
Figure I.6: Effet Compton.
Figure I.7: effet de production des paires
Figure I.8 : Probabilités de
réalisation des effets photoélectrique, Compton et de production
de paires en
fonction de l'énergie
Figure II.1: Schéma
représentant les différentes distances entre le faisceau, le
fantôme d'eau et le
détecteur.
Figure II.2: Système de
dosimétrie cohérent basé sur les normes de dose
absorbée dans l'eau.
Figure III.1: Les
accélérateurs de marque "VARIAN Clinac "
Figure III.2: L'applicateur ayant un champ de
taille 10x10 cm2
Figure III.3: Principe de fonctionnement
d'une chambre d'ionisation
Figure III.4:Le design du la chambre
cylindrique
Figure III.5: Farmer Chamber 30013 avec son
schéma
Figure III.6: Le design du la chambre
plate
Figure III.7: Les chambres d'ionisation de
type Markus avec leurs numéros de séries.
Figure III.8: Le dessin de la chambre
d'ionisation Markus
Figure III.9: Fantôme d'eau
Figure III.10: Les
électromètres de PTW UNIDOS
Figure III.11: Chaine de mesure
chambre-électromètre
Figure III.12: Thermomètre et
baromètre
Figure III.13: Source 90Sr pour
les chambres cylindrique
Figure III.14: 90Sr pour les
chambres plates.
Figure III.15: en train de mesure les
lectures L.
Figure III.16: Schéma de fantôme
d'eau en cours de montage.
Figure III.17: Certificat
d'étalonnage
Figure III.18: la chambre de
référence en train de positionner
8
Figure III.19: Positionnement de la chambre
plate
Les abréviations:
EC : l'énergie cinétique de
l'électron incident
WL: l'énergie de liaison de
l'électron de l'atome cible
hí: l'énergie du rayonnement
électromagnétique incident
CoP: Code of Practice
CLCC: Centre de Lutte Contre le Cancer
setif
TRS : Série de Rapports Techniques
(Technical Reports Series)
IAEA : Agence Internationale de l'Energie
Atomique (International Atomic Energy Agency)
PSDL: Laboratoires de Dosimétrie
Standard Primaires (Primary Standard Dosimetry Laboratory)
PMMA: PolyMethyl MethAcrylate
SSDL: Laboratoires de Dosimétrie
Standard secondaires (secondary Standard Dosimetry Laboratory)
(voir Annexe2)
TPR:Tissue-phantom ratio in water at depths
of 20 and 10 g/cm2, for a field size of 10 cm ×10
cm2 and
an SCD of 100 cm, used as the beam quality index for high
energy photon radiation
SSD : Source-surface distance.
SAD : Source-axis distance
PDD : Pourcentage de Dose de Profondeur
(Percentage depth dose).
rdg : Valeur en unités arbitraire
subtilisées pour la lecteur d'un dosimètre (Value, in arbitrary
units, used
for the reading of a dosimeter).
MU: Monitor Unit
Gy: Gray
MeV: Mega Electro Volt
MV: Mega Volt
PTW: Physikalisch-Technische
Werkstätten
DW,Q : Dose absorbée dans l'eau pour
le rayonnement de qualité Q
KS : correction liée à la
recombinaison ionique
KTP : correction liée à la
densité de l'air
M : lecture non corrigée de
l'instrument
MQ: lecture corrigée de
l'instrument
MS: lecture de l'instrument en saturation
complète
NW,Q0 : facteur de calibration obtenu lors de
la vérification permettant de convertir la lecture de
l'instrument en dose absorbée dans l'eau pour le
rayonnement de qualité Q0
p, p0 : pression absolue de l'air lors de la
mesure, respectivement dans les conditions de référence
Q : indice de qualité du rayonnement
(correspond à R50)
Q0 : qualité de radiation à
laquelle le dosimètre a été calibré lors de la
vérification
R50 : profondeur dans l'eau à laquelle
la dose absorbée vaut 50% de sa valeur maximale
METAS : l'Office fédéral de
métrologie et d'accréditation.
UNIDOS: Universelle Dosimètre
Zmax : profondeur du maximum de la dose
absorbée
Zref : profondeur de référence
dans l'eau
9
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