Chambres d’ionisation à extrapolation


En tant que laboratoire primaire dans le domaine des rayonnements ionisants, le LNHB détermine les références primaires pour les sources étalons β en débit de dose absorbée dans les tissus à la profondeur de 0,07 mm \(\overset{\circ}{D_{t}}(0,07)\) et en débit d’équivalent de dose directionnel et individuel à la profondeur de 0,07 mm \(\overset{\circ}{H’}(0,07;Ω)\), Ω étant la direction considérée.

Le débit de dose absorbée dans les tissus à la profondeur de référence \(\overset{\circ}{D_{t}}(0,07)\) est relié au courant d’ionisation mesuré de la manière suivante :

\(\overset{\circ}{D_{t}}(0,07) = \overline{S}_{t,a}\cdot\frac{W_{0}}{e}\cdot\frac{1}{ρ_{0}}\cdot\frac{1}{a}\cdot K’\cdot\left[\frac{d(KI)}{d\ell}\right]_{BGC}\)

avec :

\(\frac{W_{0}}{e}\) : énergie moyenne dépensée par charge électrique élémentaire pour créer une paire d’ions
\(ρ_{0}\) : masse volumique de l’air de la cavité dans les conditions de référence
\(a\) : surface effective de l’électrode de collection
\(\overline{S}_{t,a}\) : rapport, entre le matériau équivalent au tissu et l’air, des valeurs moyennes de pouvoir de ralentissement par collision, calculées pour le spectre d’électrons
\(K\) : facteurs de correction variables pendant la mesure
\(K’\) : facteurs de correction constants pendant la mesure
\(I\) : courant mesuré et corrigé du bruit de fond et des effets de polarité
\(\left[\frac{d(KI)}{d\ell}\right]_{BGC}\) : pente de la droite obtenue dans les conditions de Bragg-Gray, « courant mesuré = f(profondeur de la cavité) »

Pour mesurer le débit de dose absorbée dans les tissus, l’instrument de référence est la chambre d’ionisation à extrapolation selon la norme ISO 6980. Nous utilisons une chambre PTW de type 23392.
Cette chambre possède un volume de collection variable par déplacement de l’électrode de collection à l’aide d’une vis micrométrique commandée par un moteur pas-à-pas.

Dispositif d’irradiation du LNHB
1 – source et filtre
2 – support de source
3 – sonde de pression et unité de commande et de contrôle
4 – sonde de température et d’humidité
5 – montage rotatif
6 – chambre à extrapolation avec déplacement motorisé de l’électrode de collection

Chambre à extrapolation à volume de collection variable


Détail du volume de collection variable
p – piston ;
w – fenêtre d’entrée ;
l – profondeur de chambre ;
a – surface de l’électrode de collection ;
g – anneau de garde

Pour déterminer le débit de dose absorbée dans les tissus, le courant d’ionisation \(I\) créé par la source dans la cavité de la chambre pour différentes profondeurs de cavité est mesuré à champ constant (E = 10 V/mm) et après application des facteurs de correction \(K\) la pente de la droite \(\left[\frac{d(KI)}{d\ell}\right]_{BGC}\) : « courant corrigé = f(profondeur de la cavité) » est obtenue par extrapolation.

Droite d’extrapolation pour le calcul de la pente d(KI)/dℓ

Le LNHB dispose de 3 sources β :
90Sr-90Y : Eβmax = 2,28 MeV, T1/2 = 28,80 ans
85Kr : Eβmax = 687 keV, T1/2 = 10,752 ans
147Pm : Eβmax = 224,7 keV, T1/2 = 2,6234 ans

Notre métier : la métrologie

La dose

Les méthodes utilisées pour l’établissement des références nationales doivent être adaptées à la nature du rayonnement considéré et à son intensité. Elles reposent sur des techniques de mesure telles que la calorimétrie, l’ionométrie et la dosimétrie chimique.

Lire la suite

La radioactivité

La variété des rayonnements émis et les formes physiques des sources obligent à adapter à chaque cas les procédés de mesure pour établir les références nationales : méthode à géométrie définie, méthodes à géométrie 4 π, méthode des coïncidences …

Lire la suite