Brevet FR2529900A2 — publié le 19840113

FR 2529900 A2 19840113 FR 8212236 A 19820709 MATERIAU EQUIVALENT AUX TISSUS HUMAINS MOUS VIS-A-VIS-DES ELECTRONS, PHOTONS ET NEUTRONS. L'invention est relative à un matériau plastique moulable comportant une matrice thermoplastique constituée par une résine oléfine, une charge organique thermodurcie apportant de l'azote, une charge organique cellulosique et une charge minérale, lesdites charges étant choisies pour ne pas modifier les propriétés rhéologiques de la résine oléfine, et la proportion des différents composantes dudit matériau étant déterminée pour obtenir les mêmes int-eractions nucléaires dans le matériau et les tissus humains à la fois pour les électrons, les photons et les neutrons. Le matériau équivalent au tissu mou de l'organisme faisant l'objet du brevet principal, ne répond plus avec précision aux critères d'équivalence actuels qui distinguent, d'une part, la composition moyenne de l'ensemble des tissus mous de l'organisme humain (masse égale à 60,3 kg pour l'homme de référence) et, d'autre part, la composition moyenne de l'ensemble des tissus ou tissus totaux (masse égale à 70,ou kg pour l'homme de référence incluant la masse du squelette). Enfin, les nouvelles valeurs des coefficients d'absorption massique en énergie pour les photons utilisées dans les calculs nécessitent également une modification de la composition du matériau original. La présente invention a pour but de permettre la réalisation de matériaux plastiques présentant vis-à-vis des électrons, des photons et des neutrons une réponse équivalente à celle des tissus humains organiques dans un large domaine d'énergie. Le matériau selon l'invention est caractérisé par le fait que sa composition pondérale comporte environ de 60 à 65 % de carbone, de 9 à 11 X d'hydrogène, de 2 à 3 X d'azote, de 7 à Il X d'oxygène organique, de 12 à 17 X d'alumine et de O à 3 % d'oxyde de titane. Ce matériau peut être constitué essentiellement par le mélange des constituants définis dans le brevet princip.al, en l'occurrence, une résine polyoléfine, un aminoplaste, un produit cellulosique et une charge minérale, les propriétés rhéologiques du matériau étant intégralement conservées. Le matériau peut être aisément moulé, notamment par injection, pour constituer des pièces de dimensions notables, telles que des enveloppes d'une chambre d'ionisation du type décrit dans le brevet principal ou le fantôme de mesure de dose absorbée,-objet de la demande de brevet français N 81 20282 du 27 Octobre 1981. Pour réaliser un matériau équivalent aux tissus mous, la composition pondérale est d'environ 63,8 % de carbone, 10,4 % d'hydrogène, 2,5 % d'azote, 7,3 % d'oxygène organique et 16 % d'alumine. Cette composition peut être obtenue par un mélange d'environ 65,6%de résine-polyoléfine, 3,7 % d'un aminoplaste, 14,7 d'un produit cellulosique et 16 % d'alumine. Il est à noter que, pour conserver l'équivalence aux neutrons, la teneur en azote du matériau optimal, selon le brevet principal, a été réduite de 1 %, de 3,5 à 2,5 %. L'azote du matériau équivalent au tissu provient de l'aminoplaste et la réduction de la teneur en aminoplaste implique une réduction de la teneur en oxygène. Les réductions des teneurs en azote et oxygène sont compensées par une modification des charges minérales, un meilleur résultat étant obtenu par la suppression de la charge de silice et une augmentation de la charge d'alumine à 16 %. En ce qui concerne le coefficient d'absorption massique en énergie des photons entre 10 keV et 10 MeV, l'équivalence de ce matériau et des tissus humains mous est réalisée à 99 + 99 + 1 %. Pour réaliser un matériau équivalent aux tissus totaux, la composition pondérale est d'environ 61,4 % de carbone, 10 % d'hydrogène, 2,6 % d'azote, 10 % d'oxygène, 13,5 % d'alumine et 2,5 % dioxyde due titane. Cette composition peut être obtenue par un mélange d'environ 59,9% de résine polyoléfine, 3,9 % d'un aminop-laste, 20,2%d'un produit ceIlulosique, 13,5 0 d'alumine et 2,5 % d'oxyde de titane. Dans les tissus totaux incluant le squelette, la composition moyenne du tissu de référence comporte une teneur nettement plus élevée en phosphore et en calcium. Il est donc nécessaire d'introduire une charge d'oxyde de titane de 2,5 %, la teneur en alumine étant ramenée à 13,5 %. L'équivalence du coefficient d'absorption massique en énergie pour les photons de ce matériau et des tissus humains totaux est réalisée à 99,5 + 4,5 %. Les charges doivent être uniformément réparties dans le matériau pour conserver une texture homogène et étanche du matériau. La finesse et l'homogénéité du mélange sont, dans la mesure du possible, aux dimensions de l'ordre du micron. Les produits broyés sont intimement mélangés sur un mélangeur rapide. La précision des pesées doit être meilleure que les valeurs suivantes, pour 100 kg de mélange - Polyoléfine, notamment polypropylène + 200 g - Cellulose t 50 9 - Aminoplaste, notamment mélanine t 30 g - Alumine + 20 g - Oxyde de titane t 10 g Les matériaux selon la présente addition remplacent avantageusement le matériau original. Revendications 1. Matériau plastique moulable comportant une matrice thermoplastique constituée par une résine oléfine, une charge organique thermodurcie apportant de l'azote, une charge organique cellulosique et une charge minérale, lesdites charges étant choisies pour ne pas modifier les propriétés rhéologiques de la résine oléfine et la proportion des différents composants dudit matériau étant déterminée.pour faire correspondre la composition élémentaire du matériau et sa masse atomique moyennes à celles des tissus humains, ledit matériau étant caractérisé par le fait que sa compo cation pondérale comporte environ de 60 à 65 % de carbone, de 9 à Il % d'hydrogène, de 2 à 3 % d'azote, de 7 à 11 % d'oxygène organique, de 12 à 17 X d'alumine et de O à 3 % d'oxyde de titane. 2. Matériau selon la revendication 1,- équivalent au tissu mou de l'organisme, caractérisé par le fait que sa composition pondérale comporte environ 63,8 % de carbone, 10,4 X d'hydrogène, 2,5 % d'azote, 7,3 % d'oxygène organique et 16 % d'alumine. 3. Matériau selon la revendication 2, caractérisé par le fait que sa composition pondérale comporte environ 65,6 X de résine polyoléfine, 3,7 % d'un aminoplaste, 14,7 % d'un produit cellulosique et 16 X d'alumine. 4. Matériau selon la revendication 1, équivalent aux tissus totaux de- l'organisme, caractérisé par le fait que sa composition pondérale comporte environ 61,4 % de carbone, 10 X d'hydrogène, 2,6X d'azote, 10 % d'oxygène, 13,5 % d'alumine et 2,5 % d'oxyde de titane. 5. Matériau selon la revendication 4, caractérisé par le fait que sa composition pondérale comporte environ 59,9 X de résine polyoléfine, 3,9 % d'un aminoplaste, 20,2 % d'un produit cellulosique, 13,5 % d'alumine et 2,5 % d'oxyde de titane. 6. Procédé de réalisation d'un matériau selon la revendication 3 ou 5, caractérisé par le fait que la charge d'aminoplaste, la charge cellulosique et la charge minérale sont finement broyées aux dimensions de l'ordre du micron et mélangées à la résine-polyoléfine et que ledit matériau est moulé par injection. 7. Procédé de réalisation d'un matériau selon la revendication 3, 5 ou 6, caractérisé par le fait que la précision pondérale pour 100 kg de mélange est meilleure que t 200 g pour la résine polyoléfine, t 50 g pour le produit cellulosique, + 30 g pour l'aminoplaste, + 20 g pour l'alumine et + 10 g pour l'oxyde de titane.