Brevet FR2019765A1 — publié le 19700710

La présente invention se rapporte à une feuille pour l1absorp- tion de rayonnements pénétrants et diffusés en retour, formés de rayons x et des rayons &gamma; de faible énergie. Suivant l'utilisation toujours croissante de rayons I et de rayons & dans les domaines importants de diverses techniques telles que, par exemple, les applications cliniques et industrielles, la possibilité que les rayons X ou les rayons zen en étant- irradiés sur un corps humain, puissent provoquer des effets nuisibles sur la santé et lthérédité dtun être humain a été renforcée. Jusqu'à présent, on avait pris diverses mesures pour empêcher les rayons I ou les rayons g d'etre rayonnés vers l'extérieur, en protégeant l'espace où les rayons I ou les rayons X sont manipulés pour éviter des dommages sur un tiers.Cependant, par suite du fait qu'un plafond, un plancher et une paroi sont pourvus de protection ( qu'on appels lera ci-après simplement "paroi de protection et analogues" ), les rayons x ou les rayons g rebondiraient pour revenir vers itespace où ils sont manipulés et ainsi entraineraient un risque pour les opérateurs de manipulation entre irradiés avec davantage de rayons I ou de rayons g que cela n1 existerait dans le cas où l'on n'aurait pas prévu de paroi de protection et analogues. La présente invention fournit une solution aux problèmes mentionnés ci-dessus, et elle se rapporte à une feuille pour absorber le rayonnement pénétrant et diffusé en retour de rayons I et de. rayons g de faible énergie, caractérisée en ce que la feuille comprend un produit de charge, se composant de 70 à 90 fi en poids de composé de plomb, de 5 à 25 fi en poids de fer ou, de composé de fer, et de 5 à 10 zen poids de composé de calcium, additionné d'un véhicule comprenant une résine synthétique, un plastifiant, un sta bilisant -et un lubrifiant et que, par rapport à 1,00 partie de résine. synthétique, on mélange 1,66 à 10,00 partie s de produit de charge, 0,41 à 1,00 partie de- plastifiant, 0,01 à 0,04 partie de stabilisant et 0,01 à' 0,04 partie de lubrifiant. Lorsque des rayons x ou des rayons g ayant une fréquence d'oscillation # frappent un atome de substance ayant une énergie de liaison Ak dans la couche K, si hM, où h est la constante de Planck, est supérieur à * , l'électron ou les électrons sur l'orbite dans la couche k sont éjectés et la quantité équivalente d'énergie est absorbée (~absorption de bord K ). Alors, les électrons orbitaux dans la couche L, la couche X, la couche N, etc... tombent sur l'orbite vacante dans la couche K, entraSnant l'émission d'énergie &alpha;1, &alpha;2, ss1, ss2, etc.Les intensités de ces énergies émises 8.2' etc. dépendent du rapport entre les poids statistiques déterminés par les nombres quantiques internes. Ainsi, les rayons X ou les rayons &gamma; incidents sont absorbés par n'importe laquelle des couches K, L, M, de l'atome de substance, selon l'intensité d'énergie des rayons x ou des rayons &gamma; incidents. Par exemple, dans le cas du plomb, les s rayons I ou les rayons g ayant une énergie supérieure à 83,95 EeV sont soumis à une absorp- tion de bord X, entrainant l1émisson de rayons I caractéristiques de 74,95 KeV poids statistique -maximum ) et, en -outre, après avoir été soumis à l'absorption de bord L, des rayons I caractéristiques de 14,76 KeV sont émis. Egalement, dans le cas du fer, il absorbe les rayons X ou les rayons g ayant une énergie supérieure à 7,11 KeV et émet des rayons X caractéristiques ayant une énergie de 6,40 KeV. En outre, dans le cas du calcium, il absorbe les rayons I ou. les rayons &gamma; ayant une énergie supérieure à 4,03 EeV et émet des rayons I caractéristiques de 3,69,KeV. En plus des effets photoélectriques décrits ci-dessus, des effets Compton se produiraient également, mais l'importance relative de ces derniers effets devient faible lorsque l'énergie des rayons X ou des rayons &gamma; primaires est abaissée. Selon des caractéristiques de la présente invention, par suite du fait qu'un produit de charge comprenant 70 à 90 % en poids de composé de plomb, 5 à 25 s en poids de fer ou de composéide -fer et 5 à 10 % en poids de composé de calcium est ajouté au véhicule mentionné ci-dessus, les rayons I ou les rayons & sont soumis à l'absorption de bord K et L par le-plomb et transformés en rayons I caractéristiques de 14,76 EeV, qui sont transformés en rayons X caractéristiques de 6,40 KeV par l'absorption de bord K par le fer et, en outre, les rayons X caractéristiques mentionnés ci-dessus sont transformés en rayons x caractéristiques de -3,69 KeV- par l-'absorption de bord K par-le calcium.De meme, les rayons I ou les rayons g caractéristiques,égaus ou inférieurs à 3,69 KeV, sont absorbés par l'absorption de bord M du véhicule pour solidifier les composés de plomb, de fer et de calcium, et le plomb, le fer et le calcium eux-mêmes. En outre, les rayons dispersés par l'effet-Compton produits par le choc sur la feuille absorbante selon des caractéristiques de la présente invention sont aussi absorbés par le plomb. En outre, selon des caractéristiques de la présente invention, par suite du fait qu'on utilise un composé de plomb qui ne produit pas une réaction de combustion avec un véhicule à une température élevée tel que, par exemple, le carbonate basique de plomb, on peut obtenir une excellente résistance à la combustion, et également en mélangeant et en conformant la substance de charge et le véhicule mélangés dans la proportion mentionnée ci-dessus, on peut fabriquer une feuille ayant une résistance mécanique élevée et une excellente stabilité chimique. En conséquence, l'application de la feuille indiquée selon des caractéristiques de la présente invention à la surface de la paroi de protection telle que du mortier et analogues, comme par collage, entralne un avantage tel que les rayons x ou les rayons g dispersés à partir du mortier et analogues peuvent eAtre absorbés par la feuille absorbante selon des caractéristiques de la présente invention, de sorte que la quantité de rayons X dispersés en retour à partir de la paroi de-protection est réduite, et ainsi on élimine le risque que 1' opérateur travaillant dans -I'espace entouré - par la paroi de protection et analogues puisse être soumis à des endommagements par rayonnement. De plus , -puisque cette feuille peut être facilement fabriquée au préalable dans une usine pour avoir une composition uniforme et une épaisseur égale, il est possible d'assurer une propriété d'absorption prédéterminée pour les rayons dispersés en retour. En outre, en employant une feuille selon des caractéristiques de la présente invention, dans laquelle la proportion de mélange du produit de charge par rapport au véhicule est spécifiquement augmentée, il est possible d'amener la feuille à absorber les rayons x ou les rayons y incidents pour réduire la dose des rayons X ou des rayons g irradiés sur la paroi de protection et analogues. En gonséquence, en collant la feuille absorbante selon des caractéristiques de la présente invention sur une paroi de protection relativement mince et analogues, il est possible de réduire grandement les rayons I- ou les rayons y pénétrants -et diffusés en retour. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront d'après la description suivante d'exemples de réalisation préférés, en relation avec les dessins ci-oints dans lesquels La figure -l est un diagramme pour comparer le spectre d'éner- gie de rayons diffusés en retour, provenant d'aluminium, au spectre d'énergie des rayons diffusés en retour, dans le cas où l'on a collé sur l'aluminium un exemple de réalisation de la feuille absorbante selon des caractéristiques de la présente invention. La figure 2 est une vue schématique représentant la relation entre la masse par surface unitaire et le taux de diffusion dans le cas du même exemple de réalisation, et La figure 3 est une vue schématique représentant 1g relation entre la masse par surface unitaire et 1' épaisseur équivalente de plomb, dans le cas du même exemple de réalisation. On décrira maintenant la présente invention en se référant à des exemples de réalisation préférés. EXEMPIE I On utilise la composition suivante Carbonate basique de plomb (2PbCO,.Pb (OH)2) 200 parties Poudre de fer 37,5 parties Carbonate de calcium (CaCO3) 12,5 parties Un produit de charge comprenant les produits indiqués ci-dessus est mélangé uniformément avec un véhicule, comprenant la composition suivante, et puis conformé pour donner une dimension prédéterminée de feuille Chlorure de polyvinyle (Résine synthétique) 100 parties Phtalate de di-n-octyle (Plastifiant) 34 parties Paraffine chlorée (Plastifiant) 16 parties Stéarate de plomb (Stabilisant) 1 partie Dilaurate de dibutylétaDn (;;u iant) 1 partie Un spectre d'énergie des rayons x diffusés en retour, obtenu en irradiant la surface d'une plaque d'aluminium standard ( 350 mm x 350 mm x 15 mm : pureté 99,99 fi ) dans un champ d'irradiation de 5 cm x 5 cm à angle droit, avec des rayons x de 70 KVE, 0,1mû et puis en mesurant pour un angle de diffusion autour de 450 au moyen d'un compteur à scintillation formé de cristaux de Nal (tri) et un analyseur de crête d'ondes à 100 voies ( dit TMC, Gammascope II, modèle 102);; est présenté par la courbe A sur la figure 1 ( les abscisses représentant l'énergie des rayons I diffusés en retour en EeT, tandis que les ordonnées indiquent le taux de comptage des rayons x diffusés en retour en comptages par minute ). D'autre part, quand la feuille absorbante fabriquée selon le procédé mentionné ci-dessus est collée à la surface de la plaque d' d'aluminium standard et puis que les rayons T sont irradiés et mesurés dans les memes conditions que celles décrites ci-dessus, on obtient un autre spectre d'énergie, tel qu'illustré par la courbe B sur la figure 1. Comme cela sera évident d'après ces courbes, sauf au voisinage de 15 KeV ( rayons I caractéristiques du plomb ), les rayons I diffusés en retour sont grandement absorbés. On doit noter ici que le "taux de diffusion" est défini par taux de comPtage de rayons x diffusés à Partir d'une plaque taux de comptage de rayons x diffusés à partir d'une plaque esnérimentale ( apyres correction B.G. ) x 100 s d'aluminium standard ( après correction 3.G. B En outre, par suite du fait que la feuille absorbante contient du plomb ayant une excellente propriété de protection contre les rayonnements, dans le cas de 1' irradiation de la feuille d'absorption avec des rayons x ou des rayons I , les rayons T ou les rayons Y pénétrant dans la feuille sont grandement diminués.En conséquen c?, les rayons X de l40 sVP, 0,A8 mA sont irradiés à une surface d'une plaque de plomb standard (0,1 - 0,3 mm d'épaisseur : pureté 99,99 fi ) à angle droit dans un champ d'irradiation de 5 cm x 5 cm, le facteur de décroissance des rayons I est mesuré au moyen d'un dosimètre d'irradiation, du type à chambre d1 ionisation pour former une courbe de décroissance des rayons I. Ensuite, la feuille absorbante est irradiée par des rayons X, et 1' épaisseur équivalente de plomb est obtenue à partir de la courbe de décroissance de rayons X de la plaque de pl-omb standard par un procédé d'interpolation. L'exemple de réalisation décrit ci-dessus convient à des maté riaux de construction parce qu'il est excellent au point de vue propriétés mécaniques en tant que feuille de plancher, et qu'également il a une résistance élevée à la combustion parce que le carbonate basique de plomb ne produit pas de réaction de combustion avec le chlorure de polyvinyle, un plastifiant, un stabilisant et un lubrifiant, à-une température élevée. Sous ce rapport, lorsque la feuille selon 1' exemple de réalisation indiqué ci-dessus est conformée jusqu'à une épaisseur de 2 mm, on obtient des valeurs nominales de taux de diffusion en retour de 18 fi et d'équivalent en plomb de.O,17 mm Pb, et ainsi la même feuille sert de matériau de-.protectidn contre les radiations diffusées en retour, hautement efficace -pour l'utilisation comme plancher. EXEMPlE II On utilise la composition suivante Carbonate basique de plomb 590,4 parties Poudre de fer 110,7 parties Carbonate de calcium 36,9 parties Un produit de charge comprenant les produits indiques ci-dessus est uniformément mélangé avec un véhicule comprenant la composition suivante et puis conformé en une dimension prédéterminée de feuille Chlorure de polyvinyle (Résine synthétique) 100 parties Phtalate de di-n-octyle (Plastifiant) 55,5 parties Paraffine chlorée (Plastifiant) 27,5 parties Stéarate de plomb (Stabilisant) 1,5 partie Dilaurate de dibutylétain (Xubrifiant) 1,5 partie Dans le cas de l'exemple dè réalisation mentionné ci-dessus, la feuille absorbante a une résistance élevée à la combustion semblable à celle de l'exemple I, alors qu'il est possible dtimposer à la feuille absorbante une propriété suffisante d'absorption, mime si elle est conformée en une feuille plus mince à utiliser sur une paroi, parce qu'elle comprend une proportion plus importante de substance de charge par rapport au chlorure de polyvinyle lorsqu' on réalise 1a même mesure que celle de l'exemple I, on obtient un spectre d'énergie semblable à celui de l1exemple I et,s'il est conformé jusqu'à une épaisseur de 0,5 mm, on obtient des valeurs nominales de taux diffusé en retour de 21 s et d'équivalent de plomb de 0,09 mmPb, ainsi, la même feuille sert de matériau de protection contre les rayonnements diffusés en retour, hautement efficace pour l'utilisation comme paroi. EXEMPLE III On utilise la composition suivante Carbonate basique de plomb 664,8 parties Poudre de fer 124,7 parties Carbonate de calcium 41,6 parties Un produit de charge comprenant les produits indiqués ci-dessus est uniformément mélangé avec un véhicule comprenant la composition suivante et puis conformé en une dimension prédéterminée de feuille Chlorure de polyvinyle (Résine synthétique) 100 parties Phtalate de di-n-octyle (Plastifiant) 50 parties Paraffine chlorée (Plastifiant) 25 parties Stéarate de plomb (Stabilisant) 1,5 partie Dilaurate de dibutylétaSn tffiubbLiiant) 1,5 partie Dans le cas de l'exemple de réalisation mentionné précédemment, la feuille absorbante a une résistance élevée à la combustion, semblable à celle des exemples I et II alors qu'il est possible de former une feuille absorbante pour l'utilisation comme plancher qui peut absorber non seulement le rayonnement diffusé en retour mais aussi le rayonnement de pénétration, en le conformant en une feuille plus épaisse, parce qu'elle comprend une proportion de produit de charge, par rapport au chlorure de polyvinyle, supérieure au cas des exemples I et Il. De nouveau,.-lorsqu'on réalise la même mesure que celle de l'exemple I, on obtient un spectre d'énergie semblable à celui de l'exemple I et si le produit est conformé jusqu'à une épaisseur de. 2,0 mm, on obtient des valeurs nominales de taux de diffusion an retour de 18 fi et l'équivalent de plomb de 0,35 mmPb ainsi, la même-feuille sert de protection contre le rayonnement de pénétration et diffusé en retour, hautement efficace pour l'utilisation comme plancher. Après que l'on ait mesuré les feuilles absorbantes selon les exemples I, Il et -I' respectivement, par exemple par le procédé de mesure décrit ci-dessus, les résultats de la mesure, présentant la relation entre la masse par surface unitaire et le taux de diffusion, sont indiqués sur la figure 2 en portant la masse par surface unitaire ( mg/cm )- du produit de charge dans la feuille le long des abscisses et le taux de diffusion (en ffi ) sur les ordonnées. Lorsque la masse par surface unitaire du produit de charge dans la feuille est supérieure à 250 incm2, la dose du rayonnement diffusé en retour est sensiblement constante a En outre, par rapport au rayonnement pénétrant, on peut voir que la masse par surface unitaire du produit de charge et l'équivalent de plomb sont dans une relation proportionnelle, comme on le représente sur la figure 3 où les ordonnées indiquent l'équivalent de plomb en mm Pb et les abscisses indiquent la masse par surface unitaire en mg/cm du produit de charge. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaitront à l'homme de l'art. REVEMDICA2IONS 1 - Feuille d'absorption de rayonnements pénétrants et diffusés en retour formés de rayons X et de rayons g de faible énergie, caractérisée en ce quelle comprend un produit de charge se composant de 70 à 90 % en poids de composés de plomb, de 5 à 25 s en poids de fer ou de composé de fer et de 5 à 10 ffi en poids de compost de calcium, additionné d'un véhicule comprenant une résine synthétique, un plastifiant, un stabilisant et un lubrifiant et en ce que, par rapport à 1,00 partie de résine synthétique3 on mélanbe 1,66 à 10SOO parties de produit de charge, 0,41 à 1,00 partie de plastifian* 0,01 à 0,04 partie de stabilisant et 0,01 à 0,04 partie de lubrifiant. 2 - Feuille selon la revendication 1, caractérisée en ce que le produit de charge comprend 200 parties de carbonate basique de plomb, 37,5 parties de poudre de fer et 12,5 parties de carbonate de calcium, et le véhicule comprend 100 parties de chlorure de polyvinyle en tant que résine synthétique, 34 parties de phtalate de di-n-octyle en tant que plastifiant, 16 parties de paraffine chlorée en tant que plastifiant, 1 partie de stéarate de plomb en tant que stabilisant et 1 partie de dilaurate de dibutylétain en tant que lubrifiant. 3 - Feuille selon la revendication 1, caractérisée en ce que le produit de charge comprend 590,4 parties de carbonate basique de plomb, 110,7 parties de poudre de fer et 369 parties de carbonate de calcium, et le véhicule comprend 100 parties de chlorure de polyvinyle comme résine synthétique, 55,5 parties de phtalate de di-n-octyle comme plastifiant, 27,5 parties de paraffine chlorée comme plastifiant, 1,5 partie de stéarate de plomb comme stabilisant et 1,5 partie de dilaurate de dibutylétain comme lubrifiant. 4 - Feuille selon la revendication 1, caractérisée en ce que le produit de charge comprend 664,8 parties de carbonate basique de plomb, 124,7 parties de poudre de fer et 41,6 parties de carbonate de calcium, et le véhicule comprend 100 parties de chlorure de polyvinyle comme résine synthétique, 50 parties de phtalate de di-n-octyle comme plastifiant, 25 parties de paraffine chlorée comme plastifiant, 1,5 partie de stéarate de plomb comme stabilisant et 1,5 partie de dilaurate de dibutylétain comme lubrifiant. 5 - Feuille selon la revendication 2, caractérisée en ce que la feuille est conformée à une épaisseur de 2 mm pour servir de matière hautement efficace de protection contre les rayonnements diffusés en retour, pour l'utilisation comme plancher. 6 - Feuille selon la revendication 3, caractérisée en ce que la feuille est conformée à une épaisseur de 0,5 mm pour servir de matière hautement efficace de protection contre les rayonnements diffusés en retour, pour l'utilisation comme paroi. 7 - Peuille selon la revendication 4, caractérisée en ce que la feuille est conformée à une épaisseur de 2 mm pour servir de matière hautement efficace de protection contre les rayonnements pénétrants et diffusés en retour, pour l'utilisation comme plancher.