Exposition (radiologie)

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En physique médicale, l'exposition désigne la charge massique libérée dans l'air par un faisceau de rayonnements ionisants (rayons X ou gamma).

Jusqu'aux années 50, l'exposition constitue la principale mesure physique permettant de quantifier les expositions aux rayonnements ionisants. Inadaptée à la mesure des rayonnements de haute énergie, elle est ensuite remplacée par la dose absorbée.

L'exposition est initialement exprimée en röntgens (R), l'unité proposée par le Comité international des unités de rayons X au Congrès de 1928. Dans le Système International, l'exposition s'exprime en coulombs par kilogramme, avec 1 R = 0,258 mC/kg.

Définition

Dans sa formulation moderne l'exposition (notée X) est le quotient de ΔQ par Δm où :

• Δm est la masse d'un élément de volume d'air soumis à un faisceau de rayons X ou gamma ;
• ΔQ est la somme des charges électriques de tous les ions de même signe libérés dans cet élément de volume d'air.

La mesure doit être effectuée dans dans des conditions telles que tous les électrons libérés directement par les photons dans cet élément de volume d'air sont complétement arrêtes par sa masse.

On a alors: $X = \frac{\Delta Q}{\Delta m}$.

Historique

La découverte des rayons X par Wilhelm Röntgen en 1895 donne naissance à la radiologie puis à la radiothérapie. Une fois passé l'enthousiasme initial, on découvre les dangers des rayonnements ionisants, et la question de la dose apparaît^[1] : comment faire pour mesurer une quantité de rayons X ? Comment faire pour en donner juste assez, ni trop, ni trop peu ? Différents moyens (essentiellement chimiques) sont mis au point durant les années 1900 et 1910^[2]. On utilise également la dose érythémateuse, c'est-à-dire la quantité de rayons X nécessaires pour provoquer un érythème radio-induit.

Ces moyens, satisfaisants en radiologie, ne sont cependant pas assez précis pour la radiothérapie^[3]. A ce point commence la véritable histoire de la dose absorbée et de l'exposition^[4] :

Année	Evolution	Mesure d'ionisation	Mesure de dépôt d'énergie
1928	La mesure de l'ionisation dans l'air s'impose Le Comité international des unités de rayons X définit le röntgen en tant qu'unité internationale de mesure de la quantité de rayons X	quantité de rayons X
1937	Le röntgen est redéfini sur différents points Entre autres, la nouvelle définition utilise désormais le terme de dose comme un synonyme de quantité de radiation	dose
1954	Avec le développement de la physique nucléaire, la mesure de l'ionisation dans l'air est de plus en plus contestée. Le röntgen reste l'unité de mesure de la dose pour les rayons X et γ; son usage est autorisé jusqu'à 3 MeV On lui adjoint le rad, unité de mesure de la dose absorbée (densité massique de dépot d'énergie).	dose	dose absorbée
1957	L'ICRU prend note du problème de confusion entre dose (en röntgens) et dose absorbée (en rads) Elle recommande que les mesures exprimées en röntgens soient désormais dénommées doses d'exposition	dose d'exposition	dose absorbée
1962	La mesure d'ionisation dans l'air perd le titre de dose et acquiert son nom moderne : l'exposition	exposition	dose absorbée

Liens internes

• Dose radiative ~ gray ~ rad ~ röntgen
• Dose équivalente ~ dose efficace ~ sievert
• Débit de dose radioactive
• Radioprotection
• Rayonnement ionisant
• Liste des unités de mesure de radioactivité

Notes et références

1. ↑ (en) Allen Brodsky et Ronald L. Kathren, « Historical development of radiation safety practices in radiology », dans Radiographics, vol. 9, n^o 6, 1989, p. 1267-1275 [texte intégral (page consultée le 10 novembre 2011)] 
2. ↑ (en) R. Van Loon et R. Van Tiggelen, Radiation Dosimetry in Medical Exposure : A Short Historical Overview, Bruxelles, [belge de Radiologie], 2004 [lire en ligne (page consultée le 10 novembre 2011)] 
3. ↑ (en) Daniel Paul Serwer, The Rise of Radiation Protection: Science, Medicine and Technology in Society, 1896-1935, Brookhaven National Laboratory, décembre 1979 [lire en ligne (page consultée le 10 novembre 2011)] [présentation en ligne] 
4. ↑ (en) Lauriston S. Taylor, « 8o Years of Quantities und Units - Personal Reminiscences: Part I: From a Variety of Radiation Units to the International Standards », dans ICRU news, 1989, p. 6-14 [résumé, texte intégral (pages consultées le 10 novembre 2011)]