I.6.3.Parcours :
Le parcours est par définition le trajet
effectué par une particule cédant toute son énergie
cinétique. Le parcours total effectué par une particule
d'énergie E est donnée par la relation :
~ E E E (1.8)
Sous la forme différentielle l'équation (1.8)
s'écrit sous la forme :
E (1.9)
Ce qui conduit à :
E E (1.10)
I.7. Interactions du rayonnement
électromagnétique avec la matière :
Le comportement des rayonnements électromagnétiques
dans la matière est fondamentalement différent de celui des
particules chargées. En une seule interaction, le Photon peut ~tre
complètement absorbé et disparaître. Mais, à
l'inverse, il est susceptible de traverser des quantités importantes de
matière (par exemple un centimètre d'épaisseur de plomb)
sans interagir du tout, ce qui est exclu pour les particules chargées
qui, en pénétrant.
Un photon peut interagir avec les électrons atomiques, le
noyau ou les champs électromagnétiques présents autour des
électrons ou du noyau.
Le transfert de l'énergie de radiation aux
électrons de la matière se fait soit par excitation en faisant
passer l'électron de l'atome cible à un niveau
énergétique supérieur, soit en l'éjectant hors de
l'atome par ionisation.
Lors d'une interaction, le photon peut "rebondir" sans perd
d'énergie (diffusion élastique), perdre une partie de son
énergie (diffusion inélastique), ou perdre toute son
énergie (absorption).
L'interaction entre les photons et la matière par laquelle
les photons individuels sont enlevé ou défléchis du
faisceau primaire de rayons X ou de rayons y peut être classifiée
selon :
> Le type de cible : par exemple, les électrons, les
atomes ou les noyaux avec lesquels le photon interagit.
> Le type d'événement : par exemple :
diffusion, absorption, production de paires, etc. qui se produit [7].
Les interactions qui se produisent avec les électrons
atomiques sont :
> L'effet photoélectrique (absorption)
> La diffusion de Rayleigh (diffusion)
> La diffusion de Compton (diffusion)
> La diffusion de Compton à deux photons (Effet multi
photonique)
Les principales interactions possibles sont : l'effet
photoélectrique, l'effet Compton et création de paires, d'autres
effets de moindre importance : l'effet Thomson-Rayleigh et photo
nucléaire [12].
I.7.1. Effet photoélectrique :
L'effet photoélectrique est le mode dominant
d'interaction pour les photons de basse énergie (0.01 et 0.1 MeV) [2]
C'est un processus par lequel le photon incident, cède
toute son énergie à un électron des
couches profondes (couche K ou L), qui est alors
éjecté de l'atome : il y a absorption totale du photon et
ionisation de l'atome [12].
L'énergie de l'électron
Ecinest égale à l'énergie du photon
incident, moins l'énergie de liaison de l'électron qui a
été éjecté :
kin= h v --We (1.11)
Où We est l'énergie de liaison d'un
électron atomique et hí l'énergie initiale du
photon Incident.
Comme les énergies de liaison sont relativement
faibles, l'énergie de l'électron secondaire est Le mode de
désexcitation radiatif correspondant à l'émission d'un
rayonnement de
Le mode de désexcitation
nom "d'effet Auger"[2].
La probabilité d'interaction par effet
photoélectrique est caractérisée par le coefficient
d'atténuation massique.
Cette probabilité est grande quand l'énergie du
photon incident est supérieure, mais voisine à l'énergie
de liaison d'un électron sur sa couche ; la probabilité
décroit très vite avec l'énergie.
On peut conclure que l'effet photoélectrique = Absorption
complète du photon incident par
l'atome et éjection conséquente d'un
électron de l'atome.
C'est-à-dire Quand l'énergie du photon augmente,
des électrons des couches plus profondes peuvent être
éjectés [4].
Figure1.6. effet photoélectrique
La figure 1.6 représente l'interaction d'un photon par
effet photoélectrique et la désexcitation radiative de l'atome
cible avec émission d'un photon de fluorescence ou d'un électron
Auger.
La désexcitation non radiative est
prépondérante dans le cas d'atomes cibles légers qui
subissent principalement des photo-ionisations en couche K et deviennent donc
émetteur d'électrons Auger.
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