Les rayonnements gamma (composés de photons) sont très pénétrants. A la différence des particules alpha ou bêta, rien ne peut les arrêter complètement, car il y a toujours une probabilité qu'un photon traverse la matière sans interagir avec celle-ci. Par contre on peut stopper une partie des photons, qui sera plus ou moins importante en fonction du résultat que l'on cherche à obtenir. Les professionnels parlent d'épaisseurs de demi-attenuation. Il s'agit de l'épaisseur de matière nécessaire pour diviser par deux le nombre de photons à la sortie de celle-ci (cela marche aussi pour le débit de dose). Cette épaisseur varie avec la composition de la matière, sa densité, et selon l'énergie des photons. D'une façon générale, plus le nombre atomique (Z) du matériau est élevé, plus l'épaisseur de demi-attenuation est mince.

L'épaisseur de demi-atténuation se calcule assez facilement au moins pour les éléments purs et les matériaux courants. Il faut d'abord récupérer les coefficients d'atténuation massique (µ/p) du matériau, exprimés en cm²/g puis multiplier ceux-ci par la densité (p) du matériau pour obtenir les coefficients d'attenuation linéaires (µ), exprimés en cm^-1. L'épaisseur de demi-atténuation en centimètres est donnée par la formule 0.693*µ.

Si on souhaite obtenir l'épaisseur nécessaire pour réduire d'un facteur de x le nombre de photons, il suffit de multiplier l'épaisseur de demi-atténuation par ln(x)/ln(2).

Le moyen le plus simple de récupérer les coefficients d'atténuation massique est d'utiliser le logiciel Xmudat, mis à disposition gratuitement par l'IAEA. Ce logiciel contient les données de la plupart des matériaux d'intérêt. Il vous donnera également la densité du matériau et son numéro atomique effectif. Les données sont exportables. Une autre source de données est la base Xcom du NIST.

Histoire d'éviter des calculs répétitifs j'ai compilé les épaisseurs de demi-atténuation de divers matériaux pour des énergies entre 1 et 1950 KeV. Les voici au format PDF. L'utilisation est simple : supposons que vous ayez une collection de minéraux uranifères. Le plus gros des émissions gamma de l'uranium se situe en dessous de 600 keV. A ce niveau d'énergie 0.49 cm de plomb suffira pour bloquer la moitié des photons les plus énergiques. Les photons moins énergiques seront eux encore plus fortement atténués.