{"id":117043,"date":"2022-05-26T09:31:32","date_gmt":"2022-05-26T08:31:32","guid":{"rendered":"https:\/\/material-properties.org\/quest-ce-que-lattenuation-des-rayons-x-definition\/"},"modified":"2022-06-01T11:37:09","modified_gmt":"2022-06-01T10:37:09","slug":"quest-ce-que-lattenuation-des-rayons-x-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/material-properties.org\/fr\/quest-ce-que-lattenuation-des-rayons-x-definition\/","title":{"rendered":"Qu’est-ce que l’att\u00e9nuation des rayons X – D\u00e9finition"},"content":{"rendered":"

La th\u00e9orie de l’att\u00e9nuation des rayons X d\u00e9crit comment les rayons X sont att\u00e9nu\u00e9s par les mat\u00e9riaux.\u00a0La th\u00e9orie de l’att\u00e9nuation est \u00e9galement valable pour les rayons X et les rayons gamma.\u00a0Propri\u00e9t\u00e9s des mat\u00e9riaux<\/div><\/div><\/span><\/p>\n

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Les rayons X<\/span><\/strong>, \u00e9galement appel\u00e9s\u00a0<\/span>rayonnement X<\/span><\/strong>, d\u00e9signent un rayonnement \u00e9lectromagn\u00e9tique (pas de masse au repos, pas de charge) de hautes \u00e9nergies.\u00a0Les rayons X sont des\u00a0<\/span>photons<\/span><\/a>\u00a0de haute \u00e9nergie avec des longueurs d’onde courtes et donc de tr\u00e8s haute fr\u00e9quence.\u00a0La fr\u00e9quence de rayonnement est le param\u00e8tre cl\u00e9 de tous les photons, car elle d\u00e9termine l’\u00e9nergie d’un photon.\u00a0Les photons sont class\u00e9s en fonction des \u00e9nergies allant des ondes radio \u00e0 faible \u00e9nergie et du rayonnement infrarouge, en passant par la lumi\u00e8re visible, aux rayons X et rayons\u00a0<\/span>gamma<\/span><\/a> \u00e0 haute \u00e9nergie.<\/span><\/p>\n

La plupart des rayons X ont une longueur d’onde allant de 0,01 \u00e0 10 nanom\u00e8tres (3 x 10<\/span>16<\/span><\/sup> Hz \u00e0 3 x 10<\/span>19<\/span><\/sup>\u00a0Hz), correspondant \u00e0 des \u00e9nergies comprises entre 100 eV et 100 keV.\u00a0Les longueurs d’onde des rayons X sont plus courtes que celles des rayons UV et g\u00e9n\u00e9ralement plus longues que celles des rayons gamma.\u00a0La distinction entre les rayons X et les rayons gamma n’est pas si simple et a chang\u00e9 au cours des derni\u00e8res d\u00e9cennies.\u00a0Selon la d\u00e9finition actuellement en vigueur,\u00a0<\/span>les rayons X sont \u00e9mis par des \u00e9lectrons<\/span><\/strong>\u00a0ext\u00e9rieurs au noyau, tandis que\u00a0<\/span>les rayons gamma sont \u00e9mis par le noyau<\/span><\/strong>.<\/span><\/p>\n

Att\u00e9nuation des rayons X<\/span><\/h2>\n
\"Coefficients<\/a>
Sections efficaces totales de photons.<\/span>
Source: Wikim\u00e9dia Commons<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Lorsque les\u00a0<\/span>photons de haute \u00e9nergie<\/span><\/strong>\u00a0traversent le mat\u00e9riau, leur \u00e9nergie diminue.\u00a0C’est ce qu’on appelle l’\u00a0<\/span>att\u00e9nuation<\/span><\/strong>.\u00a0La th\u00e9orie de l’att\u00e9nuation est \u00e9galement valable pour\u00a0<\/span>les rayons X<\/span><\/strong>\u00a0et\u00a0<\/span>les rayons gamma<\/span><\/strong><\/a>.\u00a0Il s’av\u00e8re que les photons \u00e0 haute \u00e9nergie (rayons X durs) traversent les tissus plus facilement que les photons \u00e0 basse \u00e9nergie (c’est-\u00e0-dire que les photons \u00e0 haute \u00e9nergie sont moins susceptibles d’interagir avec la mati\u00e8re).\u00a0Une grande partie de cet effet est li\u00e9e \u00e0 l’\u00a0<\/span>effet photo\u00e9lectrique<\/span><\/a>.\u00a0La probabilit\u00e9 d’absorption photo\u00e9lectrique est approximativement proportionnelle \u00e0 (Z\/E)<\/span>3<\/span><\/sup>, o\u00f9 Z est le num\u00e9ro atomique de l’atome du tissu et E est l’\u00e9nergie du photon.\u00a0\u00c0 mesure que E augmente, la probabilit\u00e9 d’interaction diminue rapidement.\u00a0Pour des \u00e9nergies plus \u00e9lev\u00e9es, la diffusion Compton devient dominante.\u00a0La diffusion Compton est \u00e0 peu pr\u00e8s constante pour diff\u00e9rentes \u00e9nergies bien qu’elle diminue lentement \u00e0 des \u00e9nergies plus \u00e9lev\u00e9es.<\/span><\/p>\n

Att\u00e9nuation exponentielle<\/span><\/h3>\n

Supposons que\u00a0<\/span>les rayons X mono\u00e9nerg\u00e9tiques<\/span><\/strong>\u00a0soient collimat\u00e9s en un\u00a0<\/span>faisceau \u00e9troit<\/span><\/strong>\u00a0et que le d\u00e9tecteur derri\u00e8re le mat\u00e9riau ne d\u00e9tecte que les rayons X qui ont travers\u00e9 ce mat\u00e9riau sans aucune sorte d’interaction avec ce mat\u00e9riau, alors la d\u00e9pendance devrait \u00eatre une simple\u00a0<\/span>att\u00e9nuation exponentielle des rayons X<\/span><\/strong>.\u00a0Chacune de ces interactions \u00e9limine le photon du faisceau soit par absorption, soit par diffusion en dehors de la direction du d\u00e9tecteur.\u00a0Par cons\u00e9quent, les interactions peuvent \u00eatre caract\u00e9ris\u00e9es par une probabilit\u00e9 fixe d’occurrence par unit\u00e9 de longueur de trajet dans l’absorbeur.\u00a0La somme de ces probabilit\u00e9s est appel\u00e9e\u00a0<\/span>coefficient d’att\u00e9nuation lin\u00e9aire<\/span><\/strong>:<\/span><\/p>\n

\u03bc = \u03c4\u00a0<\/span>(photo\u00e9lectrique)<\/span><\/sub>\u00a0+ \u03c3\u00a0<\/span>(Compton)<\/span><\/sub>
\n<\/strong><\/p>\n

\"Att\u00e9nuation<\/a>
L’importance relative des divers processus d’interaction du rayonnement gamma avec la mati\u00e8re.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Coefficient d’att\u00e9nuation lin\u00e9aire – Rayons X<\/span><\/h2>\n

L’att\u00e9nuation des rayons X peut alors \u00eatre d\u00e9crite par l’\u00e9quation suivante.<\/span><\/p>\n

I=I\u00a0<\/span>0<\/span><\/sub> .e<\/span>-\u03bcx<\/span><\/sup><\/strong><\/p>\n

, o\u00f9 I est l’intensit\u00e9 apr\u00e8s att\u00e9nuation, I<\/span>o<\/span><\/sub> est l’intensit\u00e9 incidente, \u03bc est le coefficient d’att\u00e9nuation lin\u00e9aire (cm<\/span>-1<\/span><\/sup>\u00a0) et l’\u00e9paisseur physique de l’absorbeur (cm).<\/span><\/p>\n

\"Att\u00e9nuation\"<\/a>
D\u00e9pendance de l’intensit\u00e9 du rayonnement gamma sur l’\u00e9paisseur de l’absorbeur<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Les mat\u00e9riaux r\u00e9pertori\u00e9s dans le tableau sont l’air, l’eau et diff\u00e9rents \u00e9l\u00e9ments allant du carbone (\u00a0<\/span>Z<\/span><\/i>\u00a0=6) au plomb (\u00a0<\/span>Z<\/span><\/i>\u00a0=82) et leurs coefficients d’att\u00e9nuation lin\u00e9aire sont donn\u00e9s pour deux \u00e9nergies de rayons X.\u00a0Il existe deux caract\u00e9ristiques principales du coefficient d’att\u00e9nuation lin\u00e9aire:<\/span><\/p>\n