Fluence

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En physique, la fluence est l'intensité d'un déplacement de particules, c'est-à-dire l'importance du flux de particules, ou radiatif, intégré sur le temps[1].

Pour les particules, la fluence est le nombre de particules traversant une unité d'aire pendant un temps donné. L’unité d'aire est le m-2 (nombre de particules par mètre carré).

La fluence est également utilisée pour décrire l’énergie délivrée par unité d’aire, dans ce cas l’unité sera le J/m2. Cette grandeur est considérée comme une unité fondamentale de la dosimétrie. Dans ce cas, elle est aussi utilisée dans certaines applications de la médecine ou orthodontie (Épilation laser… ).

Dans le domaine médical et du langage on parle aussi de « fluence verbale »[2]

Expression mathématique[modifier | modifier le code]

La fluence a deux expressions mathématiques équivalentes :

Soient N particules traversant la surface d’aire A. La fluence pour cette aire est alors :

.

Dans le cas d’une aire infinitésimale, la fluence est :

.

2. Soit un volume infinitésimal dV traversé par des particules. La fluence est :

,

est la somme de toutes les longueurs de chemin pris par les particules traversant le volume.

Ces définitions sont équivalentes, en multipliant la première définition par où dx est la longueur typique du chemin pris par une particule dans le volume. Le numérateur () donne alors la somme des longueurs de chemins pris par les dN particules dans le volume () et le dénominateur () donne le volume dV.

Contrôle de la fluence[modifier | modifier le code]

La fluence (du faisceau d'un accélérateur linéaire de particule par exemple) peut être contrôlée en amont via le contrôle de la source d'émission de particule ou de rayonnement ; ou plus en aval, par des modulateurs/absorbeurs, ou par l'action de champs via un collimateur multilames par exemple[3]. Le contrôle précis de la fluence est notamment important pour les appareils de radiothérapie où la dose délivrée doit être optimisée en fonction de l'objectif thérapeutique et de la forme et nature biologique de la tumeur à traiter.

En physique des réacteurs nucléaires[modifier | modifier le code]

Dans ce domaine, la fluence est l'intégrale calendaire du flux neutronique.

Elle s'exprime usuellement en neutrons/cm2.

Par exemple la fluence en neutrons rapides d'énergie supérieure à 1 MeV (vitesse supérieure à 13 830 km/s) reçue par la paroi de la cuve d'un réacteur en fin de vie peut atteindre 6 x 1019 neutrons/cm2


Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. ICRU 33 : Radiation Quantities and Units, Avril 1980 (www.icru.org)
  2. AM Ramier, H Hécaen (1970), Rôle respectif des atteintes frontales et de la latéralisation lésionnelle dans les déficits de la “fluence verbale” ; Revue neurologique
  3. Galvin, J. M., Chen, X. G., & Smith, R. M. (1993). Combining multileaf fields to modulate fluence distributions. International Journal of Radiation Oncology* Biology* Physics, 27(3), 697-705 (résumé)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

Lien externe[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Bolton, J. R., & Linden, K. G. (2003). Standardization of methods for fluence (UV dose) determination in bench-scale UV experiments. Journal of Environmental Engineering, 129(3), 209-215.
  • Feynman, J., Spitale, G., Wang, J., & Gabriel, S. (1993). Interplanetary proton fluence model: JPL 1991. JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-ALL SERIES-, 98, 13-281.
  • Van der Westhuizen, A. J., Eloff, J. N., & Kruger, G. H. J. (1986). Effect of temperature and light (fluence rate) on the composition of the toxin of the cyanobacterium Microcystis aeruginosa (UV-006). Archiv für Hydrobiologie, 108(2), 145-154.