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C2-Biophysique > Radioactivité > Flashcards

Radioactivité Flashcards

1
Q

Qu’est ce que la radioactivité?

A

C’est la désintégration des noyaux de certains éléments qui ont un excès d’énergie par rapport aux critères de stabilité de l’espèce nucléaire.

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Q

A quoi aboutit la désintégration?

A

Elle aboutit a l’émission d’une énergie sous forme des rayonnements.

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3
Q

Quel est le but de l’émission des rayonnements?

A

Pour permettre le noyau de se stabiliser en se transformant en un autre élément ou en un autre isotope de l’élément initial.

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4
Q

Quels sont les 3 types de rayonnements qui peuvent être émis?

A

alpha_ beta _gamma.

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5
Q

Quelle est l’origine de la radioactivité?

A

Naturelle comme le radon ou l’uranium, ou Artificielle dans les réacteurs nucléaires.

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6
Q

Quelles sont les caractéristiques de la radioactivité?

A

Se produit spontanément/ purement nucléaire(cad transformation du noyau)/ Réaction contre l’instabilité/ décroissance exponentielle du nombre des noyaux radioactifs due a la nature probabiliste des désintégrations radioactives/ il y a émission de particules et/ ou de rayonnements/ processus exo-énergétique(libération d’énergie).

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7
Q

Combien sur 331 nucléides sont instables?

A

75 sont instables cad radioactifs. Ce sont des radionucléides.

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8
Q

Par quoi est formé le noyau?

A

Protons et Neutrons.

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8
Q

Qu’est qu’un atome?

A

C’est la plus petite unité constitutive de la matière qui conserve les propriétés chimiques d’un élément.

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9
Q

Comment l’atome est formé spatialement?

A

Une masse centrée dans le noyau + beaucoup de vide + cortège électronique gravitant autour d’eux.

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10
Q

A quoi les propriétés chimiques d’un atome sont-ils liés?

A

Le nombre d’électrons périphériques et a leur disposition.

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11
Q

Que caractérise-t-il le couple(A,Z)?

A

le type de nucléide.

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12
Q

Que caractérise Z ?

A

Un élément chimique.

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13
Q

Quel est le point commun entre un proton et un neutron?

A

Leurs masses sont équivalentes.

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14
Q

Pourquoi on assimile la masse d’un atome a la masse de son noyau?

A

Car les nucléons sont 1840* lourds que les électrons.

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15
Q

Qu’appelle-t-on aussi le nombre de nucléons A?

A

C4est le nombre de masse.

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16
Q

C’est quoi le nombre d’Avogadro NA?

A

Nombre d’atomes présents dans 12g de carbone.

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17
Q

C’est quoi la masse d’un mole(masse molaire) d’un élément chimique ?

A

M= la masse de NA atomes de cet élément.

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18
Q

C’est quoi la différence entre la masse d’une mole d’un élément chimique et la masse d’un atome?

A

La masse d’un atome=M/NA.

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19
Q

Comment on calcule le nombre d’atomes présents dans une masse ?

A

N=m*(NA/M)

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20
Q

Quel le 1er postulat d’Einstein?

A

Un système de masse m possède lorsqu’il est au repos une énergie.

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21
Q

Pourquoi la masse d’un noyau est inférieure a la masse des sommes de ces constituants?

A

Car les protons et les neutrons se regroupent pour former un noyau, une partie de leur masse est convertie en énergie de liaison(l’énergie nécessaire pour maintenir ces particules et pour les séparer).

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22
Q

C’est quoi la nature corpusculaire de la lumière?

A

Composée d’ondes individuelles =photons

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23
Q

C’est quoi le quantum?

A

C’est la minuscule quantité d’énergie fournie par le photon.

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24
Q

eV?

A

C’est l’énergie acquise en 1 mètre par un électron.

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25
Q

Qu’est ce que des isotopes?

A

Des nucléides possédant le même nombre de protons/ électrons(donc même propriétés biologiques et chimiques mais propriétés physiques différentes), mais un nombre différent de neutrons/ appartiennent tous au même élément chimique.

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26
Q

Qu’est ce que des isotones?

A

Des nucléides possédant le même nombre de neutrons, mais un nombre de protons différent ,donc élément chimique différent.

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27
Q

Qu’est ce que des isobares?

A

Nucléides possédant le même nombre de nucléons, mais nombre du protons et du neutrons sont différents, donc élément chimique différent.

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28
Q

Qu’est ce que des isomères?

A

Ce sont des nucléides possédant le même nombre de protons, de neutrons, et de nucléons, mais des niveaux d’énergie différents.

29
Q

Qu’appelle-t-on une excitation?

A

Suite a une perturbation ou une désintégration radioactive, un noyau X peut se trouver dans un état excité.

30
Q

Quelle la différence entre X* et X?

A

X* présente un excès d’énergie par rapport a l’état X qui est stable(dans état fondamental).

31
Q

Les électrons tendent a occuper quel niveau d’énergie?

A

Le niveau la plus basse d’énergie.

32
Q

Quand la configuration électronique de l’atome est maximale?

A

A l’état stable/fondamental de l’atome.

33
Q

Qu’est ce qu’une désexcitation de l’atome?

A

C’est un réarrangement du cortège électronique/ un électron d’une couche supérieure passe sur la couche présentant une lacune.

34
Q

Quels sont les processus d’évacuation de l’énergie?

A

Soit par l’émission d’un photon X de fluorescence (plus probable pour les éléments de Z élevé), soit par l’émission d’électron Auger(plus probable pour les éléments de Z faible).

35
Q

Quelle est l’application des photons X dans le domaine médicale?

A

Ils ont la capacité de traverser les tissus et etre absorbés par les structures denses(os): d’ ou la radiographie.

36
Q

Qu’est ce que la stabilité nucléaire?

A

C’est l’équilibre entre les forces qui agissent a l’intérieur du noyau. En faites, des interactions entre les protons et les neutrons.

37
Q

A quel type d’interaction un noyau stable est soumis?

A

Interaction électromagnétique et Interaction forte.

38
Q

D’ ou provient l’interaction électromagnétique?

A

C’est une très forte répulsion électromagnétique entre les protons, d’une portée infinie et de faible intensité.

39
Q

D’ ou provient l’interaction forte?

A

C’est une force attractive entre les nucléons assurant la cohésion du noyau, indépendante de la charge électrique, de très courte portée(seulement dans le noyau) et de très forte intensité.
NB: Role opposé a celui de l’interaction électromagnétique.

40
Q

Quelles sont les caractéristiques d’un noyau stable?

A

Ne se désintègre pas.
Durée de vie infinie .
Energie de liaison est maximale.
Interaction répulsive< Interaction attractive.

41
Q

Qu’est ce qu’une instabilité nucléaire?

A

C’est un noyau instable radioactif qui tend vers la stabilité nucléaire soit par une désexcitation ou une désintégration.

42
Q

Quelle est la différence entre une désexcitation et une désintégration?

A

La désexcitation consiste en la libération de l’excès énergétique sans modification de la structure du noyau, alors que pour la désintégration, il y a une modification de la structure du noyau( Z différent).

43
Q

Qu’est ce qu’une désintégration radioactive?

A

C’est la transformation d’un noyau A en un noyau B plus stable et de masse plus faible + il y a conservation des lois de la conservation de la physique générale ( conservation de nombre de nucléons / la charge électrique/ la quantité de mouvement / l’énergie totale)

44
Q

Qu’est ce qu’une désintégration beta+?

A

C’est la transformation d’excès du protons d’un noyau en neutrons avec l’émission d’un positon et d’un neutrino.

45
Q

Quelles sont les caractéristiques d’un antineutrino?

A

Particule indétectable/ électriquement neutre et sans masse.

46
Q

Qu’est ce qu’une désintégration beta - ?

A

C’est la transformation d’un noyau en un noyau comportant un neutron de moins et un proton de plus avec l’émission d’un électron et un Antineutrino.

47
Q

Quelles sont les applications médicales de Beta moins?

A

C’est une particule qui émet une forte énergie donc on l’utilise en thérapie.
On fabrique dans les réacteurs l’iode 131 radioactif , donc il y a émission des particules beta moins: les cellules cancéreuses restantes vont étre détruite suite a la désintégration de la gélule d’iode.

48
Q

Qu’est ce que l’ annhilation ?

A

Quand des éléments radioactifs entrent a l’intérieur de l’organisme: lorsque qu’il y a émission des particules beta plus, ces particules entrent en collision avec les électrons du milieu jusqu’ a perdre sa totalité d l’énergie, elle entrent en collision avec un dernier électron: il y a émission des 2 photons gamma dans un sens anti- parallèle ( ces photons gamma qu’ont va détecter a la caméra TEP Ex: TDM).

49
Q

Pourquoi on parle pas du devenir des particules beta moins?

A

Car elles sont de très courte portée :vont directement aux cellules qu’on veut les tuer.

50
Q

Comment il y a une conservation de charge électrique lors d’une désintégration? cad si il y a un excès du protons par exemple et il y aura transformation en des plus des neutrons donc perte de charge positive??????

A

Voici comment la conservation de la charge est respectée dans ce processus(exemple d’une désintégration beta plus) :

1)Avant la désintégration : Le noyau contient un proton (charge +1) et d’autres nucléons (neutrons, qui ont une charge de 0).

2)Après la désintégration : Le proton se transforme en neutron (charge 0), et un positron est émis (charge +1). Le bilan de charge est donc :

Charge initiale : +1 (proton)
Charge finale : 0 (neutron) + 1 (positron) = +1
Ainsi, la charge totale reste la même avant et après la désintégration, ce qui respecte la loi de conservation de la charge électrique.

51
Q

Qu’est qu’une capture électronique?

A

C’est une réaction au cours de laquelle un noyau riche en protons capture un électron de son propre cortège électronique : Le résultat est la même qu’une désintégration beta plus.
La capture électronique entre en compétition avec la désintégration beta plus: Quand un noyau est en excès de protons (ou en déséquilibre par rapport à la stabilité), il peut choisir entre ces deux voies de désintégration. La “compétition” signifie que, selon les conditions spécifiques du noyau (comme son énergie et sa configuration), l’un des processus peut être plus probable que l’autre. Cela dépend également des énergies d’activation et de la structure nucléaire.
En résumé, lorsque l’on dit que la capture électronique entre en compétition avec la désintégration bêta plus, cela signifie qu’un noyau a deux options pour se stabiliser : soit il capture un électron et devient un neutron, soit il émet un positron. Le processus qui se produira dépendra des conditions spécifiques du noyau en question.

52
Q

Quelle est la caractéristique du capture électronique?

A

C’est une désintégration non radiative cad n’émet pas des rayonnements ou des particules détectables + Spectre de raies caractérisant le noyau fils(comment flashcard 54).

53
Q

Comment la lacune d’électron dans une couche électronique lors du capture électronique est comblée?

A

1) Capture d’un électron : Lorsqu’un proton dans le noyau capture un électron, cela réduit le nombre de protons dans le noyau (puisque le proton se transforme en neutron). Le nombre total de charges positives (protons) diminue d’une unité.

2) Transformation dans le noyau : Le proton se transforme en neutron, ce qui signifie qu’il n’y a pas de perte de charge totale dans le noyau. Au total, si on compte les protons et les neutrons, la charge reste équilibrée.

3) Lacune d’électron : Comme vous l’avez mentionné, il y a effectivement une perte d’un électron dans la structure électronique de l’atome, ce qui crée une lacune. Cependant, cette lacune est ensuite comblée par un électron provenant d’une couche externe.

4) Émission de rayonnement : Lorsque l’électron d’une couche supérieure comble la lacune, il peut émettre de l’énergie sous forme de rayons X ou de rayonnement gamma. Cette émission ne modifie pas la charge de l’atome, mais elle permet de conserver l’équilibre énergétique.

54
Q

Comment il y a conservation de charge lors d’une capture électronique?

A

si un électron est “perdu” lors de la capture électronique, la transformation du proton en neutron dans le noyau et le déplacement d’un électron d’une couche externe maintiennent la conservation de la charge et l’équilibre dans le système.

55
Q

Quelles sont les désintégrations isomériques?

A

Emission gamma
Conversion interne

56
Q

Quelles sont les caractéristiques d’une émission gamma?

A

Phénomène secondaire a n’importe quelle désintégration radioactive/Phénomène quasi instantané/Rayonnements gamma caractéristiques du noyau formé/phénomène dominant pour les radionucléides métastables(excités).

57
Q

Comment se fait l’émission gamma?

A

Le noyau se désexcite par l’émission d’énergie sous forme des photons gamma(on aura un spectre de raies).

58
Q

Qu’est ce qu’on dit pour les noyaux persistant a l’état isomérique suffisamment longtemps?

A

Présence d’un état métastable

59
Q

L’exemple de l’émission gamma?

A

tecn99

60
Q

Par quoi est constitué la Gamma caméra?

A

Collimateurs: comptant les photons qui arrivent perpendiculairement sur la tete de détection.
Cristal scintillant: Transformation des photons en lumière.
Matrice de photomultiplicateurs/ transformation de la lumière en un signal électrique.

61
Q

Comment se déroule le processus de scintigraphie d’émission mono photonique ?

A
  1. Injection du radiopharmaceutique
    Le processus commence par l’administration d’un radiopharmaceutique, une substance qui contient un isotope radioactif. Ce produit est choisi en fonction de l’organe ou du tissu à étudier. Par exemple, le technétium-99m est couramment utilisé pour son temps de demi-vie relativement court et ses propriétés d’émission de photons.
  2. Distribution dans le corps
    Après l’injection, le radiopharmaceutique se distribue dans le corps. Il se concentre dans les tissus ou organes d’intérêt en fonction de leurs caractéristiques physiologiques et métaboliques. Par exemple, un agent marqué peut cibler spécifiquement le tissu cardiaque, les os ou les tissus tumoraux.
  3. Émission de photons
    Le radiopharmaceutique radioactif émet des photons gamma lors de sa désintégration. Ces photons ont une énergie spécifique qui dépend de l’isotope utilisé. Les photons sont émis isotropiquement (dans toutes les directions) lorsqu’un noyau radioactif se décompose.
  4. Détection des photons
    Une fois que les photons gamma sont émis, ils sont détectés par une caméra SPECT. Cette caméra est équipée de détecteurs qui enregistrent les photons qui atteignent la surface. Les détecteurs peuvent être basés sur des cristaux de sodium dopé au thallium (NaI(Tl)), qui scintillent lorsqu’ils interagissent avec les photons.
  5. Reconstruction d’images
    Les données recueillies par la caméra sont ensuite traitées par un ordinateur. Grâce à des algorithmes de reconstruction, ces données sont transformées en images en coupes transversales de l’organe ou du tissu. Cela permet de créer des images en 3D qui montrent la distribution du radiopharmaceutique dans le corps.
  6. Interprétation des images
    Enfin, les images générées sont interprétées par des médecins spécialistes. Ils peuvent évaluer la fonction et l’activité métabolique de l’organe, diagnostiquer des maladies, et suivre l’évolution d’un traitement.
62
Q

Qu’est ce qu’une conversion interne?

A

C’est le transfert d’énergie a un électron du cortège électronique qui est expulsé de la couche électronique d’énergie de liaison be.

63
Q

Comment l’atome comble cette lacune puisqu’il y a émission d’un électron et se trouve dans état ionisé?

A

Il y aura un réarrangement du cortège électronique: émission photon X ou électron Auger.

64
Q

Quelles sont les transformations par partition?

A

Radioactivité alpha
Fission spontanée

65
Q

Qu’appelle-t-on une radioactivité alpha?

A

Un noyau instable lourd va éjecter une particule alpha:2 protons et 2 neutrons.

66
Q

Quelles sont les caractéristiques de la radioactivité alpha?

A

Energie cinétique alpha émis unique/ Spectre de raies/ Pouvoir pénétrant faible/ Fort pouvoir ionisant/ Energie élevée.

67
Q

Citer le meilleur exemple de l’application médicale de la radioactivité alpha?

A

Radium-223: radiothérapie interne vectorisée: TTT du cancer de la prostate avec métastases osseuses + a une portée limitée, donc préservation des tissus sains.

68
Q

Qu’est ce que la fission?

A

Noyaux très lourds(instabilité du au grand nombre du nucléons) se désintègrent en 2 fragments + émission d’un neutron avec libération d’une grande quantité d’énergie.

69
Q

quelles sont les applications de la fission?

A

Réacteurs nucléaires: Générer l’électricité.
Armes nucléaires: Dans les bombes atomiques

70
Q
A

C2-Biophysique (1 decks)

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