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Dosimétrie des photons de haute énergie


par Marwa AISSANI et Imene YAHOUNI
Université Abou Bekr Belkaid - Master2 2011
  

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République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique

Université Abou Bekr Belkaid Tlemcen
Faculté des Sciences
Département de Physique

MÉMOIRE

Pour l'obtention du diplôme de
MASTER en Physique Médicale
Option : Radioprotection et Imagerie Médicales

THÉME

Dosimétrie des photons de haute énergie

Réalisé par

AISSANI Marwa YAHOUNI Imène

Établissement d'accueil
Centre Anticancéreux "Emir Abdelkader" d'ORAN (CAC)

Soutenu en Novembre 2011 devant le Jury:

Mr Kaouel MEGUENI Professeur (hospitalo-universitaire Tlemcen) Président

Mr Belkacem HATTALI Physicien médicale (CAC d'Oran) Encadreur

Mme M. BENSENANE Maître-assistant (hospitalo-universitaire Tlemcen) Examinateur

Mme I.MEGNOUNIF Maître-assistant (université Tlemcen) Examinateur

Mr B .TABETTI Doyen de la faculté des sciences Tlemcen Invité

Mr M.BENMOUNA Professeur (université Tlemcen) Invité

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, grace à son aide que nous avons réalisées ce modeste travail.

On présente nos premiers remerciements à notre promoteur Monsieur HATTALI

Belkacem, physicien médical au sein du CAC pour nous avoir permis de réaliser ce travail de recherche, pour tout le temps qu'il nous a consacré et pour avoir assuré avec intérêt la direction et le suivi de ce travail.

Nos remerciements les plus sincères sont adressés à Monsieur B. TABTI le doyen de la faculté des sciences, ainsi à Monsieur M. BENMOUNA pour ses soutiens moral inconditionnel durant ces quelque mois, ses conseils précieux et ses encouragements.

Nous tenons également à remercier très chaleureusement :

Monsieur K. MEGUENI, Professeur à la faculté de médecine de Tlemcen et médecin chef au service de l'épidémiologie à CHUT.

Madame m. Bensnane Maître-assistant hospitalo-universitaire Tlemcen . Madame I. MEGNOUNIF Maître-assistant à l'université de Tlemcen.

À avoir participé a notre nombre de jury.

On remercie encore nos enseignent de master de la faculté de médecine et la faculté des sciences.

On n'oublierait pas de remercier les employeurs du CAC d'Oran surtout Monsieur M. BOUROUINA et les dosimétriste pour leur aide et leur gentillesse.

Merci également à toutes personnes partageant ses connaissances du loin ou du proche, tous ceux qui ont publié leurs résultats de recherche pour que tout le monde puisse les exploiter et les achever et que l'on puisse rendre leurs travaux plus utiles pour le développement de l'humanité.

Je dédie ce travail

A mes très chers parents
YAHOUNI FETHI
LARBAOUI DALILA

Pour leur sacrifices et leur encouragements, etqui gráce à eux j'ais pu continuer mes études. Merci pour votre compréhension, et votre soutien permanent. Merci d'avoir toujours été là.

A mes très chers frères et soeurs

Nesrine et son mari Réda

Ma petit soeur Fedwa

Mon cher frère Walid

Merci de m'avoir encouragé et soutenu pour réalisée ce mémoire A mes amis, de tout le long cycle d'étude, pour leurs présences et leurs encouragements.

A tous ceux qui deprès ou de loin, ont contribués à la réalisation de ce travail et à ce qui me son chers.

Je dédie ce travail

À mes très chers parents
AISSANI MOSTEFA
KALACHE FAWZIA

J'y puise une ouverture d'esprit, un soutien, une confiance et un amour indéfectibles que j'espere rendre pareillement et transmettre a mon tour.

À mes très chers frères et soeurs

Mansouriya et Nacera

Ma petit soeur Zineb

Mon cher frère Mohamed

Merci de m'avoir encouragé et soutenu pour réalisée ce mémoire À ma famille, mes amis et à ceux qui m'aiment et qui attendent avec impatience ma réussite.

En espérant être toujours à la hauteur de leurs attentes et de leurs espérances.

Remerciement .i

D édicace . ii

Table des matieres ... ..iv

L iste des tableaux .. x

L iste des figures ...... xi

Glossaire ... .....xv

Introduction générale 1

Chapitre I. Interaction rayonnements matière, grandeurs et unités dosimétriques des rayonnements

I.1. Rappel sur les rayonnements ionisants 4

I.1.1. Introduction . 4

I.1.2. Définition et classification 4

I .2. Interactions des particules avec la matière ...7

I.3. Interaction des particules chargée avec la matière .......8

I.3.1. Interaction des électrons avec la matière 9

I.3.1.1. Phénomène d'excitation et d'ionisation 9

I.3.1.2. Rayonnement de freinage . 11

I.4. Interaction des particules chargées lourds avec la matière .. 11

I.5. Interaction des neutrons avec la matière . 12

I.6. Grandeurs Caractéristiques de ces interactions ..14

I.6.1. Ralentissement des particules et pouvoir d'arret .14

I.6.2. Transfert linéique d'énergie (TEL) .14

I.6.3.Parcours .16

I.7. Interactions du rayonnement électromagnétique (photons) avec la

matière................................................

....................................16

I.7.1. Effet photoélectrique

17

I.7.2. Effet Compton

19

I.7.3. Production de paires

. .20

I.7.4. Section efficace

22

I.7.4.1. Définitions et notations 22

I.7.4.2. Domaine de prépondérance de chacun des effets 22

I.7.5.Atténuation des rayonnements électromagnétiques 24

I.7.5.1. Loi d'atténuation .24

I.7.5.2.Couche de demi-atténuation(CDA) 25

I.8. La dosimétrie des rayonnements ionisants 25

I.8.1. Définition ..26

I.9. Grandeurs et unités dosimétriques.............................................26

I.9.1. Exposition

..26

I.9.2. Kerma

27

I.9.3. La dose absorbée

30

I.9.4. Débit de dose absorbée

.30

I.9.5. L'équilibre électronique

. 31

Chapitre II. Paramètres physiques et dosimétriques des unités d'irradiation

II.1. Introduction........................................................................34

II.2. Rayonnement électromagnétique X...........................................34

II.3. Origine des rayons X.............................................................34

II.4. Production de rayons X..........................................................35

II.5. Principe du tube à rayons X.....................................................35

II.6. Spectre de rayons X...............................................................37

II.7. Dosimétrie des faisceaux de photons..........................................39

II.7.1. Caractéristiques physiques d'un faisceau de photons dans le vide

39

II.7.1.1. La distribution spectrale ..

39

II.7.1.2. Les paramètres énergétiques ..

.40

II.7.1.3. La distribution spatiale ..

.41

II.7.1.4. Lois fondamentales de l'atténuation des faisceaux de photons

41

II.7.2. Caractéristiques physiques d'un faisceau traversant un matériau

41

 

II.8. Pénétration du faisceau de photons dans l'eau..............................42

II.9. Paramètres de traitement........................................................44

II.9.1. La taille du champ du faisceau de rayonnement

.44

II.9.2. Facteur de collimateur

.44

II.9.3. Le facteur de diffusions au pic (PSF)

...45

II.9.4. Le débit de la machine relative (output) .

46

 

II.10. Courbes de distribution de doses.............................................48 II.10.1. Le rendement en profondeur . 48

II.10.2. Le profile de dose . 49

II.10.3. La pénombre géométrique 49

Chapitre III. Matériels et équipements utilisés

III.2.1 La Voie de photons .54

III.2. 2 La Voie d'électrons 55

La dosimétrie 57

III.3.1. Introduction

..57

III.3.2.Chambres d'ionisation

57

III.3.2.1.Chaine de mesure chambre-électromètre

.58

III.3.2.2.Principe de fonctionnement

.59

III.3.2.3.Propriétés des chambres d'ionisation

60

III.3.2.4.Les différents types de chambres

.60

III.1. Introduction.......................................................................52 III.2. Description générale sur Les Accélérateurs Linéaires «««««..................52

III.3.

III.3.2.4.1.Chambres cylindriques ..61

III.4. Le milieu de référence (Le fantôme) 63

III.5. L'électrom~tre....................................................................65
III.6. Thermomètre et baromètre....................................................66

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