Simulation du spectre des rayons X

La figure (IV.1) montre la géométrie utilisée dans la simulation du spectre des rayons X. Cette géométrie contient les éléments suivants :  La cible en tungstène qui a une épaisseur de 2 mm et un diamètre de 75 mm  Le collimateur qui est en tungstène.  Un détecteur pour la détection des photons produit par la cible.

Le spectre d’énergie

Le faisceau de photons X transmis est intercepté par un détecteur pour calculer le spectre en énergie. Les résultats obtenus pour les valeurs des énergies 4MeV, 5MeV et 6MeVsont représentés dans les figures suivantes : D’après la figure (IV.2) qui représente la probabilité de l’intensité des photons en fonction de l’énergie. On remarque que pour les faibles énergies l’intensité des photons augmentent à cause de l’effet de l’atténuation. Après la valeur d’énergie de 2MeV, nous observons la diminution de la probabilité jusqu’à ce que les valeurs d’énergie se rapprochent de la valeur de 4MeV. Cette analyse est généralisée pour les spectres d’énergie 5MeV et 6 MeV.

Simulation de la dose

 La figure (IV.5) montre la géométrie utilisée dans la simulation qui nous donne les résultats de la distribution de dose et le rendement en profondeur dans un fantôme d’eau pour des énergies 4MeV, 5MeV, 6MeV. Les dimensions de cette géométrie sont :  Le fantôme d’eau est carré (40×40) et de profondeur 30 cm.  Une distance source-surface de l’eau z = 100 cm. Le champ d’irradiation est circulaire. Pour des angles différents2°et 4° définie par la relation suivante : R= z tan ⍺ R (2°) =100.tan 2≈4 R (4°) =100. tan 4 ≈ 7 Avec R est le rayon du champ d’irradiation Nous avons choisi ces angles pour nous assurer que le champ d’irradiation était à l’intérieur de la surface du fantôme d’eau. 

La distribution de dose

Profil de dose La figure (IV.6) représente la distribution de dose en fonction de la distance pour deux angles différents 0.5°, 1.5° et pour une énergie de 4MeV. On remarque que la déférence est très claire entre la dose pour 0.5° et la dose pour 1.5°. Donc lorsque l’angle diminue, la dose augmente, étant centrée au milieu de l’axe de faisceau.La figure (IV.7) représente la distribution de dose en fonction de distance dans un plan perpendiculaire à l’axe de faisceau. Pour deux angles différents 2°, 4° et pour l’énergie 5MeV, on remarque que la dose maximale au milieu de l’axe du faisceau. En s’éloignant du milieu de l’axe la dose est diminuée jusqu’à ce qu’elle soit nulle. Lorsque le champ d’irradiation augmente, la quantité de dose s’abaisse. On peut donc dire qu’il existe une proportion inverse entre champ d’irradiation et la quantité de dose déposée. D’après la figure (IV.8) et la figure (IV.7). On remarque que la dose a diminuée pour 5MeV par rapport la dose pour 6MeV dans le même champ d’irradiation. Donc la dose est proportionnelle avec l’énergie.

Rendement en profondeur

Le rendement en profondeur est la distribution de dose sur l’axe du faisceau (z), pour une taille de champ donnée à une distance source surface du fantôme, la Figure (IV.9) représente la distribution de dose en fonction de la profondeur dans le fantôme d’eau, on remarque que la dose est maximal68 eV/g (l’équilibre électronique) juste à quelques centimètres de la surface du fantôme, ensuite une décroissante exponentielle rapide en fonction de la profondeur après 5 cm la dose constante parce que l’atténuation du faisceau déminue en fonction de la profondeur dans l’eau. D’après la figure (IV.10) on remarque la valeur maximale de la dose 5.8 eV/g juste à quelques centimètres de la surface du fantôme, ensuite une décroissante rapide de la dose après 5cm la dose devient presque constante.