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Self-attenuation and geometry in single-crystal whole-body spectrometry. application to total potassium measurement in man

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Résumé

Les avantages d'un spectromètre à chambre d'acier avec grand monocristal de NaI (Tl) sont tout d'abord comparés à ceux d'un spectromètre à paires de cristaux, mobiles ou fixes (multipaires), ou à scintillateurs organiques avec angle solide de 2 ou 4 π. Pour des applications variées: contrôle de l'exposition professionnelle, de l'activité de la population générale et pour le diagnostic médical, le spectromètre à grand cristal (on peut aller jusqu'a 35 cm de diamêtre et 18 cm de hauteur), à pouvoir séparateur élevé, est à préférer à la grande sensibilité mais à la mauvaise résolution des scintillateurs organiques.

L'analyse des différentes étapes de la réduction du «background», avec un écran d'acier de 18 cm d'épais-seur, montre que l'abaissement maximum peut être obtenu avec 24 cm d'acier et des photomultiplicateurs inactifs («background index» de 0,18 min−1 cm−3 de 0,1–2,0 MeV pour le cristal de 8″×4″).

Les premières mesures de40K, effectuées dans le fauteuil standard préconisé par le Laboratoire de l'Argonne, ayant confirmé la variation élevée de l'étalonnage en fonction du pourtour moyen du tronc, le problème de l'auto-atténuation gamma dans le corps humain et celui de la géométrie cristal-sujet ont été systématiquement étudiés. On montre que lorsque l'épaisseur du corps varie, la variation de l'auto-atténuation γ peut être pratiquement compensée — de 0,4–1,5 MeV — pour une répartition homogène, par la variation du carré de la distance au cristal. Le profil du fauteuil doit alors être quasi-elliptique (réponse constante sous le «photopeak» dans un plan de symétrie vertical pour une source ponctuelle de 1,33 ou 0,662 MeV) avec un demi-axe vertical de 62 cm et un demi-axe horizontal de 50 cm.

Dans cette géométrie, les mesures de 6 groupes de 50 sujets de 20 ans nous ont montré que la concentration moyenne de potassium est indépendante du périmètre moyen du tronc, du poids, de la taille et de la grandeur (poids:taille)1/2. La concentration moyenne est de 2,14 ± 0,02 (S.E.) pour l'homme et de 1,58 ± 0,02 g K/kg de poids pour la jeune fille.

La même géométrie cristal-sujet est sans autre applicable — avec une légère correction pour les variations du rapport photo:total — à la mesure de radioéléments à répartition non homogène tels que le47Ca ou le85Sr.

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Authors and Affiliations

  1. Laboratory for Dosimetry and Protection, University of Zürich, Switzerland

    G. Joyet & A. Baudraz

Authors
  1. G. Joyet
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  2. A. Baudraz
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Additional information

We would like to thank Prof.H. H. Staub for his most valuable support and many helpful discussions, Prof.E. Uehlinger for his help in supplying us with tissues, the Administration of the Hospital for much help, and finally Mrs.M.-L. Joyet for her constant technical collaboration. Special thanks go to Dr. and Mrs.R. W. Benjamin from Laboratory for Nuclear Physics of the Federal Institute of Technology for extensive revision of the manuscript.

The Swiss National Fund for Scientific Research financed all the equipment for the whole-body spectrometer.

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Joyet, G., Baudraz, A. Self-attenuation and geometry in single-crystal whole-body spectrometry. application to total potassium measurement in man. Experientia 24, 865–880 (1968). https://doi.org/10.1007/BF02138624

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