I.7.2. Effet Compton :
Cet effet est produit si le photon incident possède une
énergie de 0.1 à 0.5 MeV.
Le photon interagit avec un électron libre ou peu
lié et l'interaction conduit l'éjection de l'électron, et
le photon incident subit une diffusion avec une énergie
inférieure à son énergie initiale.
L'énergie du photon diffusé et électron
de Compton est donnée simplement, en appliquant les lois de la
conservation de l'énergie et du moment cinétique au choc du
photon avec un électron libre, ce qui donne la relation suivante [2]
:
in (1.12)
by est l'énergie du rayonnement
électromagnétique incident (ici un rayon ã), et
Eci est l'énergie cinétique de l'électron
éjecté.
Au cours de l'interaction, une partie de l'énergie du
photon est transmise à l'électron, qui recule et le reste de
l'énergie, hí apparaît sous la forme d'un photon
diffusé.
Figure1.7. Effet Compton.
I.7.3. Production de paires :
Dans le champ électrique intense qui règne au
voisinage du noyau, le photon peut se matérialiser sous forme d'un
électron et d'un positon.
Une énergie de 2 x 0.51 MeV, correspondant à
leurs masses, est dépensée pour créer l'électron et
le positon (figure 1.8). L'excédent d'énergie se répartit,
sous forme d'énergie cinétique, entre les deux particules. La
production d'une paire e +, e- n'est donc possible que si
l'énergie du photon est supérieure à 2m, c2
[10].
La conservation de l'énergie s'écrit :
E= 2E0 +
Ee--
+Eye+ (1.13)
Oil E0 est l'équivalent énergétique de la
masse de l'électron ( E0 =m, c2 =0,511 MeV), Ee+
et Ee- sont respectivement les énergies
cinétiques de l'électron et du positron.
L'électron et le positron sont ralentis dans la
matière.
A la fin de son parcours, le positron interagit avec un
électron et s'annihile ce qui engendre l'émission de deux photons
gamma d'énergie 511 keV à 180° l'un de l'autre (voire figure
1.8 et figure 1.9) [2].
Figure1.8. effet de production des paires.
Figure1.9. Phénomène
d'annihilation de la matière.
I.7.4. Section efficace :
I.7.4.1. Définitions et notations :
En physique nucléaire ou en physique des particules,
la section efficace est une grandeur physique reliée
à la probabilité d'interaction d'une particule pour une
réaction donnée. L'unité de section efficace est une
unité de surface ; on utilise traditionnellement le barn (b) :
1 b = 10-24 cm2 =
100×10-30 m2, soit la surface d'un carré de
dix femto mètres de côté (c'est-àdire l'ordre de
grandeur du diamètre d'un noyau atomique).
La section efficace représente « la
probabilité intrinsèque » d'une
interaction et elle est indépendante des variables du faisceau et de la
cible : la géométrie, la densité et l'intensité
A chacun de ces modes d'interaction est associée une
section efficace, qui dépend de l'énergie
des photons
incidents et du numéro atomique Z du matériau traversé.
L'importance relative de
ces trois modes en fonction de E et Z est
représentée sur la figure 1.10, avec 0p h,
0 c et
0pair
les sections efficaces des effets photoélectriques,
Compton et création de paires respectivement [5,13].
L'interaction des photons avec la matière a comme section
efficace la somme de toutes les sections efficaces des différents
processus. Elle est donnée par :
0t ot = 0p h + 0 c +
0pai r (1.14)
| 
