td 2 bioph

16

Click here to load reader

Upload: adonis-serghini

Post on 14-Dec-2015

219 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

v

TRANSCRIPT

Page 1: td 2 bioph

TD n°2

INTERACTIONS DES RAYONNEMENTS

IONISANTS AVEC LA MATIERE

Page 2: td 2 bioph

Exercice 1 : QCM (une ou plusieurs réponses sont exactes)

• 1. Lorsque qu’un faisceau d’électrons interagit avec la matière :

A- il peut y avoir ionisation;

B- il peut y avoir production de rayon X;

C- il peut y avoir création de paire

D- un phénomène de diffusion Compton peut directement

s’observer

Page 3: td 2 bioph

2. Lorsque qu’un faisceau d’électrons interagit avec la matière :

A- plus son énergie est élevée, plus son pouvoir ionisant est fort

B- il peut être totalement arrêté par un écran d’épaisseur donné;

C- son TEL est indépendant du matériau considéré

D- le TEL correspond à l’énergie total libérée

Page 4: td 2 bioph

3. La réaction d’annihilation

A- se produit lors d’une interaction entre un positon avec la

matière;

B- abouti à la production de deux électrons émis à 90° l’un de

l’autre

C- abouti à la production de 2 photons d’énergie > 511 keV;

D- abouti à la production de 2 photons d’énergie dépendant de

l’énergie de l’électron incident

E- constitue la base physique de la tomographie d’émission de

positons;

Page 5: td 2 bioph

4. Les particules alpha:

A- sont des particules chargées légères

B- ont des trajectoires rectilignes ;

C- ont des trajectoires rectilignes car elles n’interagissent

qu’avec les électrons

D- ont un TEL élevé;

Page 6: td 2 bioph

5. L’effet photo électrique

A- peut se produire quelque soit l’énergie du photon incident

B- donne naissance à un photon diffusé

C- augmente si l’énergie du photon incident diminue;

D- n’a pas d’application dans le domaine médical

E- se produit entre un photon et un électron;

Page 7: td 2 bioph

Exercice 2

Un filtre de cuivre de 1 mm d’épaisseur placé sur la fenêtre d’un tube à

rayons X transmet 70% des photons d’énergie 100 keV et 10% des

photons d’énergie 50keV.

Donner en cm la couche de demi-atténuation correspondant à chacune

des

énergies.

Calculer les coefficients d’atténuation massique correspondant sachant

que

la masse volumique du cuivre est 8,9 g cm-3.

Page 8: td 2 bioph

émis transmis100% 70%

30% arrêtés

émis

transmis100% 10%90% arrêtés

100 KeV

50 KeV

Io Ix

Intensité du faisceau après avoir traversé une épaisseur x : I(x) = Io e -mx

Page 9: td 2 bioph

La CDA en cm: 100KeV

I(x)

I(0) I(0)

I(x)

= e- μx = eµx=1/0,7=1,42 ln 1,42 0,1

μ = = 3,5 cm-1

CDA = 0,19 cm

La CDA en cm: 50 KeV

I(x)

I(0)

I(0)

I(x)

= e- μx = eµx = 10 μ = ln 10 0,1

= 23,02 cm-1

CDA =

CDA = 0,03 cmCDA=

Ln2

µ

0,693 23

=

Ln2

µ

Ln2

3,5=

Page 10: td 2 bioph

Détermination des coefficients d’atténuation massique:

12

1

.4,09,8

5,3

gcm

12

2

.58,29,8

02,23

gcm

Page 11: td 2 bioph

Exercice 3

Quelle est en cm l’épaisseur de plomb nécessaire pour atténuer d’un

facteur 1000 les photons g de 1,25 MeV d’une bombe au cobalt,

la CDA du plomb pour des photons de cette énergie étant de 1 cm ?

Page 12: td 2 bioph

• La CDA est de 1cm donc μ = ln 2 / CDA

0,69 cm-1

• I (x) = I (0) . e -μ x

I(0)

I(x)

= e μ x = 1000

ln 1000 μ

X= 10,01 10 cm

= 0,693/ 1

I(x)

I(0)

= e -μ x = 1

1000

Donc x = 6,907

0,69= = 10,01 cm

1

e -μ x = μ.x = ln 1000

Page 13: td 2 bioph

Exercice 4

On réalise un écran de protection en interposant une feuille

de plomb d’épaisseur 1mm entre deux plaques d’aluminium

d’épaisseur 2 mm chacune. Pour les énergies de photons

utilisés, on sait que la CDA du plomb est de 0,25 mm et celle

de l’aluminium 14,8 mm, quelle sera la proportion de photons

transmise par cet écran ?

Page 14: td 2 bioph

plomb d’épaisseur 1mm et CDA=0,25mm

plaques d’aluminium d’épaisseur 2 mm et CDA= 14,8mm

Soit IT1 l’intensité du faisceau transmis par la plaque d’Aluminium n°1, d’épaisseur x1Al

Soit IT2 l’intensité du faisceau transmis par la plaque de Plomb, d’épaisseur x2Pb

Soit IT3 l’intensité du faisceau transmis par la plaque d’Aluminium n°2, d’épaisseur x3Al

Page 15: td 2 bioph

AlAl x

o

T eI

I11

PbPbx

T

T eI

I2

1

2

AlAl x

T

T eI

I3

2

3

On peut donc écrire :

I0 IT1 IT2 IT3

IT3

Page 16: td 2 bioph

• On cherche à déterminer la proportion de photons transmise

par cet écran, on cherche donc IT3 / Io :

AlAlPbPbAlAl xxx

o

T

T

T

T

T

o

T eeeI

I

I

I

I

I

I

I1231

1

2

2

33

PbPbAlAlAlxxx

o

T eI

I 231 )(3

8,14

2ln2ln

AlAl CDA

25,0

2ln2ln

PbPb CDA

0,0467 mm-1 2,773 mm-1

052.01*773,2)22(0467,03

eI

I

o

T

IT3

Donc = 5,2%

I0

1,480,467 cm-1

0,02527,73 cm-1

0,467 - (27,73 x 0,1)

(0,2 + 0,2)