C1 interaction rayonnement matière

Question 1

interactions rayonnement matière

Answer 1

inélastique, l’énergie cinétique totale n’est pas conservée

Question 2

les rayonnement interagissent par

Answer 2

collisions avec les électrons de la matière
interactions avec les noyaux de la matière

Question 3

collisions avec les électrons de matière

Answer 3

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

Question 4

interactions avec les noyaux de la matière

Answer 4

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

Question 5

les rayonnements alpha ont tous un énergie inf à

Answer 5

8MeV et ne peuvent interagir avec les noyaux de la matière

Question 6

collision alpha et électrons de la matière

Answer 6

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

Question 7

le TEL

Answer 7

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

Question 8

parcours moyen

Answer 8

distance parcourue par une particule alpha avant son arrêt disparition
parcours moyen d’une particule alpha
l’air: cm
eau: μm

Question 9

radioprotection

Answer 9

facile de se protéger des rayonnements alpha en irradiation externe, incapables de pénétrer la couche cornée de la peau

Question 10

cas des particules B 2 interactions

Answer 10

collision élec élec et rayonnement de freinage

Question 11

collision élec élec

Answer 11

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

Question 12

interactions avec un noyau de l’atome cible, rayonnement de freinage

Answer 12

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

Question 13

TEL de la particule beta

Answer 13

TEL freinage=(ZmatièreE cinétiqueTELcollision)/(800)
le TEL est fort surtout en fin de parcours

Question 14

parcours moyen de la beta

Answer 14

dans l’air: m
dans l’eau: cm
les rayons beta peuvent au contraire des particules alpha vraiment irradier le corps

Question 15

cas particulier des B+

Answer 15

annihilation 2 photons gamma de 511keV de même direction mais de sens différent

Question 16

3 principales interactions photons X et gamma

Answer 16

1 effet photoélectrique
2 effet Compton
3 effet de matérialisation

Question 17

effet photoélectrique

Answer 17

interaction inélastique avec des électrons atomiques très liés aux noyaux , effet seuil, effet prépondérant si Egamma faible et ou Z grand

Question 18

effet compton

Answer 18

intéraction inélastique avec des électeons libres ou très faiblement lié à la matière effet prépondérant si énergie gamma grande et ou Z petit

Question 19

effet de matérialisation

Answer 19

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

Question 20

TEL des gamma et X

Answer 20

faible sauf en fin de parcours, transfert d’énergie surtout par ionisation

Question 21

parcours moyen des gamma et X

Answer 21

air: km
eau:m
irradiation externe non négligeable

Question 22

effet photoélectrique disparition du photon

Answer 22

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

Question 23

probabilité de survenue de l’effet photoélectrique varie comme

Answer 23

Z^4/Ephoton

Question 24

réarrangements du cortège

Answer 24

-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

Question 25

effet compton ef

Answer 25

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

Question 26

relation photon incident et photon diffusé

Answer 26

hv=hv’+Ee-

Question 27

la matérialisation def

Answer 27

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

Question 28

Bilan des probabilités

Answer 28

photoélectrique: si Egamma petite ou Z grand
compton prépondérant si Egamma grande et Zpetit
matérialisation si Esup ou égal 1.022MeV

Question 29

atténuation des rayonnements dans la matière

Answer 29

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

Question 30

couche de demi atténuation CDA

Answer 30

épaisseur d’écran qui permet une diminution d’un facteur 2 de l’intensité I0: cda=ln2/μ
I(x=CDA)=I0e^-μcda

Question 31

quel matériau est le plus utilisé pour la radioprotection ?

Answer 31

le plomb

Question 32

revoir le tableau