I.9.2. Kerma :
Le Kerma représente l'énergie cinétique
libérée dans le milieu par le rayonnement indirectement ionisant
(photon, neutron).
Le transfert d'énergie par un flux de photons à un
milieu se fait en deux étapes [21] [13] :
> La première est l'interaction des photons avec les
atomes du milieu mettant ainsi les électrons en mouvement par les
interactions de photons (effet photoélectrique, Compton, création
de paire, etc...) (figure 1.11(a))
> La deuxième étape concerne le
transfert d'énergie qui se fait entre ces électrons de haute
énergie et le milieu par excitations et ionisations (figure
1.11. (b)).
Figure1.11 : Représentation
schématique du transfert d'énergie d'un photon au
milieu
traversé
La quantité dénommée Kerma
(Kinetic Energy Released per unit Mass in the
medium).
Elle traduit le premier acte du transfert d'énergie par
collision aux particules secondaires. Elle présente la somme des
énergies cinétiques initiales de toutes les particules
chargées mises en mouvement par les rayonnements dans le volume de masse
dm du milieu :
Ecin (1.19)
Dans le système international des unités (SI), le
kerma est exprimé en gray (symbole : Gy) : 1Gy = 1 J/kg. Bien que son
usage ne soit plus autorisé depuis 1er janvier 1986, une ancienne
unité est encore souvent employée le rad (1 rad =
10-2Gy).
Le Kerma s'applique quelle que soit la nature du rayonnement
indirectement ionisant. Lorsque le milieu absorbant est l'air, on parle de
Kerma et de débit de Kerma dans l'air [22].
Le Kerma se divise en Kerma de collision Kcoiet Kerma
radiatif Krad [13].
Kerma de collision o est l'énergie
transférée aux électrons secondaires qui est perdue lors
des collisions.
Kerma radiatif est l'énergie transférée aux
électrons qui est perdue par des processus
radiatifs.
onc, le kerma s'écrit :
a (1.20)
La fraction moyenne de l'énergie transférée
aux électrons qui est perdue par des processus radiatifs est
représentée par un facteur désigné sous le nom de
la fraction radiative ~. Par
conséquent, la fraction d'énergie perdue lors des
collisions est (1 i- ~).
Une relation fréquemment utilisée entre le kerma 0
de collision et le kerma total K peut
être écrite comme suit :
- ~) (1.21)
Le débit de Kerma est le quotient de la variation du Kerma
pendant un intervalle de temps
.
t
(1.22)
Son unité est le gray par minute.
I.9.3. La dose absorbée :
C'est une grandeur plus intéressante en
radiothérapie et en radiobiologie.
La différence entre le Kerma et la dose absorbée
peut être mise en évidence en remarquant
que dans l'énergie transférée à
l'électron une partie est déposée dans le milieu, l'autre
est perdu sous forme de rayonnement de freinage [2]
La dose absorbée, D est le quotient E par
dm, où E est l'énergie moyenne
cédée par le
rayonnement ionisant à la matière de masse
dm
(1.23)
U nité S.I. : J. Kg- 1 Le nom spécial
de l'unité de dose absorbée est le gray (symbole : Gy) : 1Gy = 1
J. K -
L 'ancienne unité de dose absorbée, rad, a pour
valeur correspondante : 1 rad = 10-2J. Kg-
Pour une source de photon et sous les conditions de
l'équilibre électronique, la dose absorbée,
D peut être exprimée comme suit :
. E. gen (1.24)
m ù :
2
E = énergie du rayonnement ionisant (J), et ( fte
n /yl)) = Le coefficient massique d'absorption d'énergie ( 2
/ kg) [23] [18]
| 
