C1 interaction rayonnement matière Flashcards
interactions rayonnement matière
inélastique, l’énergie cinétique totale n’est pas conservée
les rayonnement interagissent par
collisions avec les électrons de la matière
interactions avec les noyaux de la matière
collisions avec les électrons de matière
ionisation: électron de la cible est éjecté énergie cinétique est sup à l’énergie de liaison
excitation: énergie cinétique sup à l’énergie de liaison mais l’ensemble de l’énergie n’est pas transmise à l’électron, une dissipation secondaire sous forme de rayonnement d’une plus basse énergie est émis
interactions avec les noyaux de la matière
interaction électrostatique: interaction à distance régie par la loi de coulomb, contribue à dévier la trajectoire del la particule incidente et de la ralentir
interaction nucléaire: énergie très forte pour interagir avec les électrons, particule alpha accélérées par Cyclotron
les rayonnements alpha ont tous un énergie inf à
8MeV et ne peuvent interagir avec les noyaux de la matière
collision alpha et électrons de la matière
ionisation de la matière, perte d’énergie à chaque collision, interaction inélastique
la déviation de la particule alpha est négligeable cela formant alors une trajectoire linéaire
l’effet d’ionisation est prépondérant
le TEL
quantité d’énergie cédée à la matière par unité de distance parcourue par un rayonnement, ce TEL est très élevé pour les alpha et se fait surtout par ionisation
parcours moyen
distance parcourue par une particule alpha avant son arrêt disparition
parcours moyen d’une particule alpha
l’air: cm
eau: μm
radioprotection
facile de se protéger des rayonnements alpha en irradiation externe, incapables de pénétrer la couche cornée de la peau
cas des particules B 2 interactions
collision élec élec et rayonnement de freinage
collision élec élec
inélastique, ionisation effet prépondérant si Ebeta petite et/ou Z des atomes de la matière petit, une particule b rentre en collision avec n’importe quel électron du cortège, elle finit déviée et un électron est éjecté, il est alors nécessaire que l’énergie cinétique soit supérieur à l’énergie de liaison de l’électron ,si cet électron est arraché à une couche interne, il y a réarrangement du cortège électronique , émission d’un photon X mono énergétique
spectre de raies
interactions avec un noyau de l’atome cible, rayonnement de freinage
interaction inélastique avec le champ coulombien du noyau
effet prépondérant si énergie de beta est grande et/ou Z des atomes est grand
le beta est freiné et dévié et prd à chaque déviation tout ou une partie de son énergie cinétique
la perte d’énergie se distribue entre l’émission de chaleur et rayonnement électromagnétiques,
l es RX ont alors un spectre continu
TEL de la particule beta
TEL freinage=(ZmatièreE cinétiqueTELcollision)/(800)
le TEL est fort surtout en fin de parcours
parcours moyen de la beta
dans l’air: m
dans l’eau: cm
les rayons beta peuvent au contraire des particules alpha vraiment irradier le corps
cas particulier des B+
annihilation 2 photons gamma de 511keV de même direction mais de sens différent
3 principales interactions photons X et gamma
1 effet photoélectrique
2 effet Compton
3 effet de matérialisation
effet photoélectrique
interaction inélastique avec des électrons atomiques très liés aux noyaux , effet seuil, effet prépondérant si Egamma faible et ou Z grand
effet compton
intéraction inélastique avec des électeons libres ou très faiblement lié à la matière effet prépondérant si énergie gamma grande et ou Z petit
effet de matérialisation
inélastique, champ coulombien du noyau
possible si et seulement si énergie de gamma sup ou égal à 1,022MeV, effet à seuil
transformation du photon en une paire e- e+, c’est à dire en matière
TEL des gamma et X
faible sauf en fin de parcours, transfert d’énergie surtout par ionisation
parcours moyen des gamma et X
air: km
eau:m
irradiation externe non négligeable
effet photoélectrique disparition du photon
un X ou gamma entre en collision avec un électron très lié et perd toute son énergie cinétique, le photon disparait
l’électron cible est expulsé, l’effet photoélectrique est un effet à seuil création d’une lacune électronique il y, a alors suite à cela un réarrangement électronique
probabilité de survenue de l’effet photoélectrique varie comme
Z^4/Ephoton
réarrangements du cortège
-fluorescence: photon mono énergétique spectre sous formes de raies, energie des photons X de fluorescence
Ex=hv= Elacune-Ee-
-effet Auger: auto absorbé par effet photoélectrique, émission électron Auger
Eauger=(Ek-El)-Em
-compétition entre X et Auger
on appelle rendement de fluorescence le rapport nbr de photons de fluorescence/ nombre de lacune de la couche x,
plus le Z sera grand plus il y aura des photons X
effet compton ef
x ou gamma qui entre en collision avec un e- très peu lié au noyau et perd une partie de son énergie , l’électron cible est expulsé de sa couche électronique et le photon est dévié aka diffusé, l’interaction est variable l’effet compton n’est pas un effet seuil compton varie comme E et est quasi indépendante de Z
relation photon incident et photon diffusé
hv=hv’+Ee-
la matérialisation def
energie du gamma sup à 1.022MeV peut se matérialiser sous forme d’une paire électron positon, dans le champ coulombien d’un noyau cible , la probabilité croit omme Z^2E
Bilan des probabilités
photoélectrique: si Egamma petite ou Z grand
compton prépondérant si Egamma grande et Zpetit
matérialisation si Esup ou égal 1.022MeV
atténuation des rayonnements dans la matière
loi d’atténuation: I0 l’intensité avant l’écran et I l’intensité du faisceau après l’écran de largeur x
I(x)=I0*e-μx
μ coefficient d’atténuation: dépend de la nature de l’écran, coefficient linéaire d’atténuation en cm^-1
couche de demi atténuation CDA
épaisseur d’écran qui permet une diminution d’un facteur 2 de l’intensité I0: cda=ln2/μ
I(x=CDA)=I0e^-μcda
quel matériau est le plus utilisé pour la radioprotection ?
le plomb
revoir le tableau
