équivalence plomb - acier

bonjour,

je me suis lancé dans un calcul tout simple de recherche d'une épaisseur d'acier équivalente à 2 cm de plomb dans le cas du Cs137 (667 keV) en appliquant :



Exp (-μ_L.x_L) * B_L = Exp (-μ_S.x_S) * B_S

j'ai d'abord fait le calcul avec les valeur de 800 keV pour être enveloppe, je trouve 3,5 cm.

vu que j'avais également les coefficients pour 700 keV j'ai refait le calcul et je retrouve 3,7 cm !

c'est pas trop normal non ? .....

merci

Bonjour,

Si j'assimile l'acier à du fer, je trouve des valeurs plus importantes pour 700keV que pour 800 keV avec dosimex...

Comment fait on pour simuler de l'acier dans dosimex?

en fait je dis acier mais j'ai pris les valeurs du fer ...

mes résultats vont donc bien ds le même sens que dosimex, mais comment expliquer physiquement cela ?

Si vous avez pris du fer, je trouve certes un accroissement de l'épaisseur mais je ne trouve pas vos valeurs.
J'ai pris en compte le BU dans mes résultats et je trouve à 700keV=6cm de Fer et à 800keV=5.5cm de fer...
Pour l'explication.... gluonmou!!

Tu peux simuler un matériau dans dosimex dans l'onglet "matériau composite". Encore faut il avoir la formule chimique de l'acier...
L'écart entre nos 2 résultats sont important... Le BU suffirait il à lui seul à expliquer une telle différence? (tu vois gluonmou, on ne s'en fou pas de ton BU.. )
Benjamin

bonjour Benjamin14,

je suppose que vous avez fait un calcul manuel, où prenez-vous vos valeurs pour mu et B ?

parce que là ça fait une belle différence !

Bonsoir,

A la démande yénérale, yé vé vous interpréter "El Sombrero"

Vous la connaissez ou pas, cette vielle blague?

Bon, sinon, avec Dosimex G, tout d'abord avec 2 cm de Pb, option "Build-up"

- A 700 keV l'atténuation est de 1/6  BU inclus
- A 800 keV l'atténuation est de 1/4,3, BU inclus

Munis de ces atténuation, on se saisit illico de l'option "X écran"

On rentre le fer (fer ou acier, c'est avant tout la densité qui compte, c'est pas le perlimpinpin de carbone qui change la donne)


- A 700 keV on demande l'épaisseur pour 1/6 : on trouve 6 cm BU inclus
- A 800 keV, pour 1/4,3, on trouve 5,48 cm BU inclus
 Comme benjamin 14, vu que l'on utilise le même outil

ça ne me parait pas délirant

par contre et effectivement  2 cm de Pb équivalent à 3,5 cm d'acier, ça me parait léger. Encore que ce soit en gros dans le rapport inverse des densité. Mais le Pb est beaucoup plus absorbant en raison de  son Z (Z comme Zorro,, tiens donc....!!). Donc c'est le BU qui fait laussi a différence
Le fer est donné à 7,86 g/cm3. Quelle est la densité de votre acier (mais ça m'étonnerai que la différence vienne de là

Gluonmou,

ça se passe au Mexique, c'est un pistolero qui rentre dans une église.....

bonjour,

merci gluon pour ces calculs,

je suis surpris de la différence de résultats, pour un calcul aussi simple il me semble qu'un calcul manuel avec la formule 
Exp (-μ_L.x_L) * B_L = Exp (-μ_S.x_S) * B_{S
devrait pourtant  être enveloppe ???}

Votre formule n'est pas calculable directement (non inversible), car le BU est aussi fonction de x

Dans Dosimex nous obtenons la solution par solveur

disons que je fais un premier calcul approximatif sans tenir compte du B de l'acier pour trouver un premier Xacier qui me donne le X*Mu et donc le B acier ....

je comprend mon erreur, je n'ai fais qu'une seule itération !

en refaisant (à l'aide d'Excel) suffisamment d'itérations je converge bien pour E = 700 keV vers 5,8 cm

cela dit je me demande tjs pourquoi l'épaisseur équivalente trouvée par le calcul pour 700 keV est supérieure à celle trouvée pour 800 keV

A 700 keV l'atténuation dans le plomb pour 2 cm est plus "efficace" qu'à 800 keV d'un rapport 1,16

Dans le fer le rapport est moins élevé : 1,06

Cela est du à l'effet photoélectrique encore prédominant dans le plomb à ces énergies là

Donc il faut relativement plus de fer à 700 keV que qu'à 800 keV

Comme en plus ces rapport sont dans des exponentielles, l'effet est notable

mais c'est vrai que c'est assez troublant a priori

ok, merci pour l'explication !

sinon, j'ai trouvé un moyen assez simple de l'expliquer aussi : en superposant les courbes de mu/rho du Pb et du fer (à la même échelle bien sûr ...), on s’aperçoit qu'entre 1 et 0,1 MeV le mu du Pb croît bien plus vite que pour le fer, d'où l'explication qu'entre 0,8 et 0,6 MeV, c'est à 0,6 que l'épaisseur de fer équivalente calculée sera la plus grande.

d'après ces courbes ce serait valable jusqu'à 0,1 MeV, bizarre qd même ...

J'ai eu la meme problematique. J 'ai donc joue avec Dosimex et sorti cette jolie courbe... 

C'est troublant comme resultat, je pense surtout parce que l'on ne pense pas a se placer dans un le referentiel considere. Ici l'equivalence est prise pour 1,2 cm de plomb. Plus l'energie augmente, plus l'epaisseur de fer necessaire pour obtenir une epaisseur equivalente au plomb diminue... ca ne veut pas dire pour autant que l'on a besoin d'une epaisseur moindre pour se proteger.
Curieuse mais interressante gymnastique intellectuelle...

Citation :

Plus l'energie augmente, plus l'epaisseur de fer necessaire pour obtenir une epaisseur equivalente au plomb diminue... ca ne veut pas dire pour autant que l'on a besoin d'une epaisseur moindre pour se proteger.

Pourquoi dis tu: "ca ne veut pas dire pour autant que l'on a besoin d'une epaisseur moindre pour se proteger."
Je lis les courbes comme quoi, il faut moins d'épaisseur à haute energie qu'à basse énergie.. mais c'est bizarre"

Bonsoir,
L'atténuation est plus importante dans le plomb que dans l'acier quelque soit l'énergie.
A énergie équivalente il faudra toujours plus de fer que de plomb pour une même atténuation.

par contre,
à100 Kev le libre parcours est 40 fois plus important dans le fer que dans le plomb alors qu'à 1000 Kev il n'est même pas le double

Donc la différence entre l'épaisseur de fer et l'épaisseur de plomb, très élevée pour les basses énergies va aller en diminuant

Bonjour,

pourquoi est il plus important dans le fer que dans le plomb? je pensais que plus un matériau était dense, plus il atténué??
Ca veut dire que à épaisseur égale le plomb protege moins que le fer? On se protège plus facilement des hautes énergies que des basses??

Bonjour,
1.le coefficient d'atténuation linéique est l'inverse du libre parcours
Donc le fer qui a un libre parcours plus grand que le plomb atténue moins.

2. si tu regardes les courbes pour le fer et le plomb sur IRM photons, tu verras que pour le plomb,l'effet photoélectrique se prolonge vers les hautes énergies contrairement au fer.

3. L'énergie transférée dans la matière en (l’occurrence ton écran) va diminuer avec la diminution de l'effet photoélectrique et l'apparition de l'effet compton.
A haute énergie, les deux sont dans le domaine de l'effet compton
Donc: basse énergie = effet photoélectrique prépondérant dans le plomb et moindre voire absent pour le fer avec apparition d'effet compton

4; Exemples (les chiffres sont faux, c'est juste pour l'exemple)
Si à 100Kev tu as 1mm de Pb ou 20mm de Fe : rapport de 1à20
A 1000 Kev, tu aura 10mm de Pb et 40mm de Fe: rapport de 1à4

Bonjour,

Je ne comprends pas...
J'ai remarqué ca aussi dans les équivalences plomb de la 15160. Exemple brique pleine  50kV, je trouve 0.5mm Pb=100 de béton alors qu'à 450kV, je trouve 54mm béton=0.5mm Pb.
Je ne sais pas interpréter ce tableau. On se protège plus facilement des hautes énergies que des basses??
Si je dois mettre 1 mm de Pb, ca veut dire qu'à 50kV, je dois mettre 200mm de béton alors que seulement 85 à 450kV...??

Si à 50keV tu veux mettre 1mm de plomb. tu peux à la place mettre 200mm de béton.
Si à 450 keV tu veux mettre 1mm de plomb. Tu peux à la place mettre 108 mm de béton.

Pourquoi 85 mm par contre ?

Bonjour Ickx

C'est exactement la même chose que pour le fer et le plomb

Dans Dosimex IRM photon compare les courbes d'atténuation massique pour le Pb et le béton:

A 50 Kev il est beaucoup plus important dans le Pb que dans le béton.
Donc pour avoir l'équivalent Pb tu dois avoir beaucoup de béton

A 300 Kev, la différence est moindre et donc tu auras, pour la même équivalence de Pb une épaisseur de béton moindre.

merci.
Comment cela s'explique t-il?
Le fait que l'effet photoelectrique soit prédominant à 300keV pour le plomb alors que c'est l'effet compton pour le béton à cette energie a t-il une influence?

Bonsoir,

Il faut regarder les courbes d'atténuation globale.

Pour l'effet photoélectrique: il est est plus important dans le plomb que dans le béton et il se prolonge dans les haute énergie

L'atténuation globale (photoélectrique + compton) dans le plomb est donc plus importante

Quand l'énergie augmente, l'effet photoélectrique diminue et donc aussi l'atténuation globale.

La différence d'atténuation massique entre le Pb et le béton va diminuer et donc la différence entre une épaisseur de Pb et son équivalent en  béton va diminuer