Cours 1 Flashcards
Donne la Définition de la radioactivité
Propriété de certains noyaux atomiques instables de se transformer spontanément en
émettant divers rayonnements.
Pourquoi L’atome radioactif ne disparait pas?
Il se transforme afin de
se stabiliser.
L’instabilité du noyau provient de quoi?
d’un déséquilibre entre le nombre de protons et de
neutrons.
Avec quel appareil peut-on créer un noyau radioactif en y ajoutant un proton?
Le cyclotron
En général, La transformation d’un élément radioactif en un élément stable s’accompagne précisement de l’émission de quoi? (3 particules)
l’émission de proton,
neutron et aussi l’éjection d’électron. (photon)
Le surplus d’énergie lors de la désintégration est
véhiculé par quoi?
Un photon
Vrai ou faux: Un photon peut être appelé rayon gamma?
Vrai
Quand dit-on que La radioactivité est naturelle et donne un exemple
lorsque les noyaux instables existent dans la nature (ex.
carbone 14, 14C),
Quand dit-on que La radioactivité est artificielle et donne un exemple
lorsque ceux-ci sont produits en
laboratoire (ex: par cyclotron).
(ex. fluor 18, 18F)
Décrit ce qu’est un rayonnement cosmique
un flux de particules chargées se déplaçant à grande vitesse.
Décrit le phénomène derrière le rayonnement cosmique
Une particule ou atome possédant une énergie cinétique, comme celles émises par le
soleil, produira des radicaux libres sans se désintégrer.
C,est quoi le Concept de désintégration radioactive?
La désintégration radioactive englobe toutes les formes de transformation d’un atome instable
en atome stable.
Vrai ou faux:L’intensité du rayonnement (ex. rayons gamma) ne diminue pas au fil du temps.
Faux il diminue!
Que représente la diminution de l’intensité du rayonnement
la réduction du nombre de noyaux radioactifs
(instables) jusqu’à ce que tous les noyaux de l’échantillon soient stables.
La vitesse et le mode de désintégration ne dépendent pas de quoi?
des conditions physico-chimiques
dans lesquelles les noyaux instables (nucléotides) se trouvent.
Qu’est ce qu’un iosotope
Famille d’atomes ou d’éléments ayant le même nombre de protons, mais un nombre différent de neutrons.
Qu’est ce qu’un radioiosotope
Atomes instables qui émettent un rayonnement pour se stabiliser.
Qu’est ce qu’un rayon gamma?
Obtenu lors de la désintégration d’un noyau
atomique instable, les rayons gamma sont constitués de
photons, comme la lumière visible ou le rayonnement X.
V ou F: Le
rayon gamma suit souvent une désintégration alpha ou béta.
Vrai!
Décrit ce qu’est un photon et sa cible principale dans le corps humain
Ces photons, aussi appelés rayonnements électromagnétiques,
peuvent éjecter un électron d’une molécule cible, en particulier
l’eau.
Quel est le processus lié aux photons issus des rayons gammas lorsqu’ils touchent une cible? Qu’esrt ce qu’ils produisent?
Ce processus est appelé ionisation et produit des radicaux libres.
Décrit ce qu’est un rayon X
Rayonnement électromagnétique obtenu par transitions
électroniques et rayonnement de freinage.
Comment sont produits les rayon X (décrit le montage)
Ils sont produits en
bombardant une cible constituée d’une anode en métal avec des
électrons émis par une cathode (chauffé par le passage d’un
courant électrique) qui sont accélérés par une différence de
potentiel.
Décrit en détail le fonctionnement de la création de rayon X
L’électron émis par le tube à rayons X est attiré par sa charge (négative) et passe à proximité du noyau (positif) des atomes. L’électron est dévié et ralenti ce qui occasionne une perte d’énergie. Celle-ci se transforme en photon, appelé rayons X.
Pour comprendre le phénomène de Rayonnement électromagnétique obtenu par transitions électroniques (définition de rayon X), on utilise un Spectre d’énergie des rayons X. Comment peut-on l’analyser?
Chaque pic de rayons X est associé à l’énergie de l’électron correspondant sur les orbitales de l’atome.
(un électron comble le vide d’une orbitale et crée le rayonnement)
Donne la définition de émission de particules Bêta – et son fonctionnement
La désintégration bêta moins signifie qu’un électron est émis lors de la désintégration du noyau qui est accompagnée d’émission de
photons gammas.
Un neutron est converti en proton accompagné de
l’émission d’une particule B- (un électron) et un antineutrino pour stabiliser
le noyau.
Les radioisotopes émetteurs de B- utilisés pour la théranostique
sont produits comment?
par une source de neutrons provenant des réacteurs nucléaires.
Quelle est la particularité du rayonnement B-?
Un atome radioactif peut se désintégrer en suivant différentes voies
produisant ainsi des photons et B– de différentes énergies.
ex: 0.12%–»1.48 MeV
ex: 99,88%–»0.31 MeV—»1.1732 MeV (2 étapes)
Donne la définition de émission de particules Bêta + et son fonctionnement
Désintégration d’un isotope instable dont le nombre de proton
est plus grand que celui des neutrons.
Un proton se transforme en neutron avec
émission d’un positon et d’un neutrino.
V ou F: La particule B+ est considéré
comme étant l’anti-particule associée à l’électron.
Vrai
Pourquoi le positron est important pour un TEP scan?
Le positron et l’électron
entreront en collision pour ensuite s’annihiler et produire deux photons gamma
qui seront utilisés en imagerie par émission de positron (TEP)
Comment peut-on produire des radioisotopes pour le TEP scan?
sont produits par des cyclotrons qui
accélèrent des protons.
Donne les 3 modes de production d’un électron Auger
1) L’éjection d’un électron par un photon provenant du même
atome
2) Capture d’un électron par le noyau instable
3) Conversion interne
Décrit la production d’un électron Auger par éjection d’un électron par un photon provenant du même atome (2 possibilité malgré que c’est seulement une qui crée un électron Auger)
Les électrons Auger peuvent être émis suite à l’injection d’un électron d’une couche près
du noyau, exemple couche K. Un électron d’une couche supérieure (ex. couche L) se
déplace vers l’orbital libre sur la couche K. Le surplus d’énergie de cet électron peut être
transmis sous forme de photon, appelé photon X ou rayon X.
- l’énergie
de ce photon X est transférée à un électron d’une couche supérieure et l’éjecte en dehors
de l’atome.
Donne l’énergie et la distance moyenne parcourue d’un électron AUger
Énergies des électrons Auger de 4 à 30 keV.
Distance moyenne parcourue de 30 à 120
nm.
Qu’est-ce qui induit la création d’un électron Auger:
L’électron d’une couche (K) peut être éjectée par: (2 manières)
1) Un photon gamma ou X lors du processus
d’interaction avec la matière appelé Effet
photoélectrique et Effet Compton.
2) Un rayonnement corpusculaire (ex. Béta (-))
suite à une interaction coulombienne avec les
électrons de la matière.
Sachant qu’un électron Auger peut être issue d’une Capture d’un électron par le noyau instable, décrit le processus
Un électron d’un orbitrale
interne est capté par un noyau
instable. Un proton se combine
à l’électron et se transforme en
neutron avec émission d’un neutrino. Exemple: Iode 125 (125I).
Une émission d’un électron Auger peut également être issue d’une Conversion interne, décrit ce processus
L’énergie d’un photon gamma émis par le noyau instable est captée
par un électron qui sera éjecté. Example: Thallium 203 (203TL).
Quel est la définition d’un effet photoélectrique? Décrit le processus aussi
Extraction d’un électron d’une molécule par un photon
(gamma ou X).
Toute l’énergie du photon est transmise à l’électron
qui quitte son orbital atomique. Cet électron est appelé électron
secondaire. Cet électron possédant une énergie cinétique, il pourra
à son tour ioniser une 2e molécule.
Décrit l’effet Compton
Collision d’un photon avec un électron. Le photon transfert une partie
de son énergie à un électron puis sa trajectoire est déviée. Cet électron, appelé
électron secondaire, pourra ioniser une 2e molécule. Un photon X ou un électron
Auger pourraient être produit comme mentionné pour l’effet photoélectrique.
Qu’elle est la Conséquence en imagerie nucléaire de l’effet Compton
La diffusion du photon par effet Compton
affecte la qualité des images obtenues en imagerie TEP et SPECT
*Photons diffusés = diminution
de la résolution de l’image
Donne la définition de la Création de pair
Création d’un couple particule-antiparticule à partir
d’un photon.
Décrit la Probabilité d’observer un effet photoélectrique,
Compton ou création de pair selon l’énergie du
photon et la grosseur du noyau (Z) de la molécule cible (sur un petit atome et un gros atome)
Plus l’atome absorbant a un numéro atomique bas, plus il a de chances de faire un effet compton
Plus il est gros, malgré l’augmentation de l’énergie du photon, il y aura plus d’effet photoélectrique, un peu de compton et ensuite un effet de pair
(voir le graphique c’est plus simple haha)
Décrit la relation entre la demie-vie d’un radioisotope et le nombre de désintégrations
Plus la demi-vie d’un radioisotope est courte, plus le nombre de
désintégration (photon gamma et autres) est élevé par unité de
temps.
Décrit la relation entre la demie-vie radioactive et le débit du rayonnement émis
Donne un exemple avec L’iode 131 et Le fluore 18 sachant que Le fluore 18 (18F) a une demi-vie de 2 h. Si on a au départ 100 atomes de 18F, 50 atomes auront libéré leur radiation après 2 h et sachant que L’iode 131 (131I) a une demi-vie de 8 jours. Si on a au départ 100 atomes de 131I, 50 atomes
auront libéré leur radiation après 8 jours.
Plus courte est la demi-vie radioactive, plus grand est le débit de
dose de rayonnement émis.
En simplifiant les calculs, durant les premiers 2 heures d’exposition, 50 photons du 18F auront
endommagé l’ADN d’une cellule, alors que seulement 0,5 photons libéré par l’ 131I atteindront
l’ADN. Une cellule réparera plus facilement des dommages à l’ADN créés par l’ 131I puisqu’il y
en a beaucoup moins de créé pour chaque cycle de division cellulaire.
Donne la définition du TEL (Transfert d’énergie linéaire)
Quantité d’énergie déposée dans la matière
par unité de longueur (keV/μm) qui varie selon la nature
et l’énergie du rayonnement.
Vrai ou faux: Plus le TEL est élevé, moins
de radicaux libres sont formés sur une courte distance.
Faux: il y a plus de radicaux libres formés sur une courte distance
Complète la phrase: Un rayonnement à TEL faible déposera son énergie de
façon plus … dans le noyau de la cellules qu’un
rayonnement à TEL élevé
uniforme
Est-ce que cette Représentation (ordre) du dépôt d’énergie selon la valeur du TEL est bonne?
Électrons Auger > particule
alpha > rayonnement B -.
Oui!
Qu’arrive-t-il plus un TEL est élevé?
plus la densité des dommages à l’ADN
augmente. Une forte densité de dommages est
plus difficile à réparer.
Quel types de rayons ont un TEL bas?
X, gamma et B-
Quel types de rayons ont un TEL haut?
alpha et électron Auger
Le TEL dépend de trois facteurs lesquels?
l’énergie, la charge et la masse
Explique l’impact de l’énergie dans le TEL
Plus l’énergie est faible, plus le transfert
d’énergie qui crée des radicaux libres sera
élevé. Pic de Bragg.
Truc:
TEL haut en énergie: C’est un rayonnement très énergétique qui peut passer vite à travers de notre corps. Une ferrari passe tellement vite que ca fait peu ou pas d’effet
TEL bas en énergie:
Un putoi avec une énergie plus basselà c’est dangeureux car il y a place à des interactions. Il pue
Explique l’impact de la charge dans le TEL
Plus le nombre de charge est élevé, plus forte
sera les interactions coulombiennes et le
transfert d’énergie.
Truc: Au bowling, on a une grosse boule qui rentre dans de la matière et est plus efficace pour pousser les quilles (électrons)!
Explique l’impact de la masse dans le TEL
Plus le nombre d’unité de masse atomique est
élevé, plus forte sera les interactions
coulombiennes et le transfert d’énergie.
Complète cette relation lié au TEL moyenne et les molécules d’eau:
L’efficacité du transfert d’énergie de la particule aux molécules d’eau … avec la
diminution de l’énergie de la particule.
Décrit ensuite la relation dans un tissu humain!
Augmente
Plus une particule parcours une longue distance, plus elle transfert de son énergie. Elle
devient de moins en moins énergétique ce qui favorise les interactions coulombiennes et
donc l’efficacité avec laquelle est transférée son énergie aux molécules d’eau.
V ou F: L’efficacité de ce transfert d’énergie est faible au début du parcours de la particule et
augmente avec la distance parcourue. (TEL moyenne)
Vrai
Qu’arrive-t-il à la particule, à la fin de son parcours, lorsqu’elle a peu d’énergie. (TEL moyenne)
L’efficacité de transférer son énergie
est très élevé. Toute l’énergie qui lui reste est ainsi transférée sur une courte distance.
Au niveau du TEL, décrit le phénomène de Dépôt selon la profondeur: Photon vs proton
C,est connu sous le nom de Pic de …
En radiothérapie conventionnelle, l’intensité du faisceau de photons diminue
exponentiellement avec la profondeur de pénétration et le faisceau n’a pas de
profondeur définie. D’autre part, un proton perd son énergie dans les tissus par des
interactions coulombiennes avec les électrons. La perte d’énergie par unité de
longueur de trajet est relativement faible et constante jusqu’à la fin du parcours des
protons, où l’énergie résiduelle est perdue sur une courte distance, ce qui entraîne une forte augmentation de la dose absorbée. Cette partie de la trajectoire de la particule où l’énergie est rapidement perdue sur une courte distance.
C’est le pic de Bragg
Décrit le principe général de l’Interaction du rayonnement dans la matière au niveau de la masse et la charge du rayonnement
Plus la masse et la charge du rayonnement sont élevées, plus ils interagissent avec la matière et
déposent leur énergie sur une courte distance. La distance parcourue dans la matière est donc plus
courte.
Décrit le principe général de l’Interaction du rayonnement dans la matière au niveau de la densité en électrons
Plus la densité en électrons dans la matière est élevée, plus le rayonnement interagit avec celle-ci, y
dépose son énergie et ainsi parcourt une plus faible distance.
Décrit la pénétration d’un rayon alpha
Très faible dans l’air et de passe pas à travers une feuille de papier
Décrit la pénétration d’un rayon bêta
Parcours quelques mètres dans l’air. Une feuille d’aluminium de quelque mm est assez pour l’arrêter
Décrit la pénétration d’un rayon gamma
Pénétration très grande
Il parcours des centaines de mètres dans l’air et il faut une grosse épaisseur de béton pour l’arrêter.
Quel type de rayonnement est préférable pour 1) l’imagerie, 2) la
radiothérapie externe, et 3) la radiothérapie interne?
1) gamma
2) rayon X (photons)
3)Bêta et alpha
V ou F: le dépôt d’énergie du rayonnement dans la matière
conduit en l’ionisation (éjection d’électrons) des molécules
ciblées.
Vrai
Quelle molécule est la plus visées par les radiations chez l’humain?
Le corps humain étant constitué de 80% d’eau, celle-ci est
donc la principale cible des radiations.
Que produit la radiolyse de l’eau?
La radiolyse de l’eau produit les principaux radicaux libres
responsables des effets biologiques qui sont observés suite à
une exposition aux radiations.
Quels sont les principaux radicaux libres formés lors de la radiolyse
de l’eau sont:
- Radicaux libres: *OH, é(aq), H, O2-
- Espèces réactives aussi formées: H2O2, H2
Dans la radiolyse de l’eau, quelle est L’espèce la plus réactive?
le radical hydroxyl (*OH).
Qu’est-ce qu’un radical libre (3)
- Un radical libre est un atome ou un groupe d’atomes qui
possède un ou plusieurs électrons non pairés. - Ces radicaux libres sont donc instables (temps de demi-vie ~
msec à μsec). - L’électron célibataire veux se pairer, d’où la grande réactivité
des radicaux libres.
Décrit l’oxygène atomique (8 protons, 8 électrons, 8 neutrons) au niveau de sa Répartition des électrons et charge
un biradical (2 électrons pas paired
Décrit l’oxygène moléculaire (16 protons et 16 électrons) au niveau de sa Répartition des électrons et charge
un biradical
ce qui explique sa grande réactivité (1 électron pas paired)
*raison qu’on a besoin d’un antioxydant dans notre corps!
Décrit Anion superoxide : O2*- (16 protons, mais 17 électrons) au niveau de sa Répartition des électrons et charge
L’addition de l’électron donne la charge
Décrit avec quels moyens (3) on mesure la dose absorbée
La dose absorbée peut être mesurée par dosimétrie de Fricke, des chambres à ionisation
ou des films Gafchromic (photons de rayon X interagissent avec le film, os retiennent les électrons donc ils sont clairs! On peut également voir des tumeurs qui sont plus foncées)
Décrit les phénomène de Dommages direct et indirect: Cible biologique la plus sensible - l’ADN
1) Indirect: Un rayon gamma excite un électron. qui interagit avec une molécule d’h2O. Le H2O va ensuite libérer un radical hydroxyl qui va briser l’ADN
2) Direct: Un rayon gamma excite un électron et affecte directement l’ADN
Dit les 4 aspects d’une Dose absorbée:
- La dose d’énergie déposée par unité de masse par un
rayonnement ionisant. - Unité: Gray (Gy)
- 1 Gy = 1 J/kg
- Dose mesurée
Qu’est ce que la Dose efficace:
Calcul du risque associé à la dose absorbée
Que prends en compte la Dose efficace? (5)
-Dose absorbée par un ou plusieurs tissus retransposée à
l’organisme entier.
-Permet d’estimer le risque associé à une irradiation
-Dose calculée mais non mesurée.
-Radiation externe ou interne.
-Pondérée selon:
La qualité du rayonnement (Type de rayonnement, TEL): soit le Radiation weighting factor
(Sensibilité de l’organe: Tissue weighting factor)
Quel est la formule de la dose efficace? ELLE SE MESURE EN SIEVERT
Dose efficace (Sv) = Radiation weighting factor (WR) X Tissue weighting factor (WT) X dose (Gy)
Quelle est la valeur du Tissue weighting factor (WT) dans tous l’organisme entier
1
Quel est la valeur du Tissue weighting factor (WT) pour un foetus/embryon
1 aussi!
Pourquoi la dose efficace chez le poumon de la femme est plus haute
Plus élevé chez
la femme parce
que le facteur de
pondération pour
les seins est
ajouté au calcul
Donne la définition d’un
Becquerel (Bq)
Ancienne unité: Curie (Ci). 1 mCi en bq
Ils sont utilisé dans quelle situation?
1 Bq = 1 désintégration par seconde (dps) du radioisotope
-1 Ci = 3,7 × 1010 Bq ou dps du radioisotope
Situation:Utilisé pour déterminer la quantité d’un radiotraceur à injecter à un patient pour obtenir une
belle image.
Donne la définition d’un:
Gray (Gy)
Ancienne unité: rad. 1 Gy = 100 rad
Ils sont utilisé dans quelle situation?
Dose (énergie) de radiation absorbée en J/kg
Situation: Utilisé en radiothérapie pour calculer la dose de radiation à donner à la tumeur.
Donne la définition d’un
Sievert (Sv)
Ancienne unité: rem. 1 Sv = 100 rem
Ils sont utilisé dans quelle situation?
Dose efficace utilisée pour calculer le risque
associé à l’exposition à une radiation
Situation:Utilisé pour déterminer le risque associé à une exposition aux radiations.
Quels sont Dose maximale permise pour le
A)public:
B)pendant la grossesse:
C) travailleurs sous rayonnement:
A) 5 mSv/an
B)1 mSv
C) 50 mSv/an
Décrit ce qu’est une interaction coulombienne
Force de l’interaction électrique entre
deux particules chargées. Plus la masse et la charge du
rayonnement corpusculaire seront grandes, plus fortes seront les
interactions coulombiennes et plus grande sera la probabilité
d’éjecter un électron de la molécule ciblée et donc de produire des
radicaux libres.
