Interactions des particules chargées avec la matière

Question 1

Que vaut la force du champ électrique sur une charge e ?

Answer 1

Question 2

En quoi consiste l’excitation dans le modèle de Bohr ?

Answer 2

Avec E0 en tant qu’une particule matérielle ou non avec de l’énergie

Question 3

En quoi consiste la désexcitation dans le modèle de Bohr ?

Answer 3

En un retour à l’état fondamental avec photon de fluorescence

Question 4

Que se passe-t-il si l’énergie apportée par la particule est excédente à celle de la couche ?

Answer 4

Il y a ionisation et éjection de l’électron d’une énergie Te

Question 5

Quels sont les cas de désexcitation du cortège électronique après création d’une vacance du cortège ?

Answer 5

Question 6

Comment les rayonnements (particules ou REM) interagissent avec les atomes du milieu traversé ?

Answer 6

En transférant de l’énergie

Question 7

Quelles sont les deux catégories de rayonnements ionisants ?

Answer 7

Question 8

De quoi dépend le transfert d’énergie de rayonnements directement ionisants ?

Answer 8

Question 9

Quelle est la différence entre les particules lourdes et légères lors de la traversée d’un milieu ?

Answer 9

• les particules lourdes vont principalement interagir avec des électrons et gardent une trajectoire rectiligne tout en perdant peu à peu de l’énergie
• les particules légères sont beaucoup plus chaotiques

Question 10

Que vaut le ralentissemet des particules S pour une particule lourde et une particule légère ?

Answer 10

rad : radiatif concernant toutes les trajectoires des électrons qui passent dans le champ Coulombien du noyau = déviation et ralentissement

Question 11

Quelles sont les caractéristiques de l’interaction d’une particule chargée lourde (α, p) avec la matière ?

Answer 11

Interaction de nature coulombienne

Question 12

Qu’induit alors le passage d’une particule lourde dans un milieu ?

Answer 12

Des interactions avec des électrons conduisant à leur excitation voire à leur ionisation ou encore formation d’un électron delta (qui aura assez d’énergie pour lui même ioniser sa zone)

Question 13

Pour une interaction entre particule lourde chargée et électron, quelle est la valeur qualitative de l’énergie transférée à l’électron et donner un exemple avec des valeurs

Answer 13

L’énergie transférée à l’électron est très faible, par exemple pour une particule α de 1 MeV, on a ΔEmax ~ 0,54 keV

Question 14

Qu’est-ce que le ralentissement ?

Answer 14

C’est un phénomène de nature statistique où un grand nombre d’interactions à très faible E a lieu entre la particue incidente Ze et les électrons sensibles au champ Coulombien conduisant à l’arrêt de la particule

Question 15

A quoi peut donc être assimilé le ralentissement ?

Answer 15

Il est assimilable à un phénomène continu

Question 16

Que crée le passage de la particule chargée lourde ?

Answer 16

Question 17

Que vaut le transfert élémentaire d’énergie de l’interaction d’une particule chargée lourde ?

Answer 17

Avec b la distance entre le lieu d’interaction et la trajectoire et z le nombre de charges

Question 18

Que vaut le ralentissement S ?

Answer 18

Question 19

Qu’est-ce que le transfert linéique d’énergie (TLE) ?

Answer 19

C’est l’énergie transférée par unité de longueur

Question 20

Que vaut TLE dans le cas des particules lourdes ?

Answer 20

Question 21

Quel est le cas des particules légères en terme de TLE ?

Answer 21

Srad n’est pas absorbée localement donc pas de TLE j’imagine

Question 22

En quoi consiste finalement l’ionisation ?

Answer 22

En la création d’une parie d’ions

Question 23

Que vaut l’énergie moyenne de formation d’une paire d’ions avec quelles conditions ?

Answer 23

Question 24

Dans l’air, pour une ionisation, combien d’excitation se produit-t-il ?

Answer 24

Il se produit m = 2 à 3 excitations

Question 25

Que vaut l'énergie moyenne de formation d'une paire d'ions dans l'air ?

Answer 25

avec Ei : énergie ionisation et Ee : énergie d'excitation

Question 26

Que vaut l'énergie moyenne de formation d'une paire d'ions dans l'eau ?

Answer 26

Question 27

Que caractérise la densité linéique d'ionisation (DLI) ?

Answer 27

Elle caractérise le nombre de paires d ’ions créées par unité de longueur de trajectoire

Question 28

Que vaut DLI et quelle est sa dimension ?

Answer 28

Question 29

Que vaut l'épaisseur R ou la longueur du parcours d'une particule chargée lourde arrêtant à tout coup la particule ?

Answer 29

Question 30

Qu'est-ce que la courbe de Bragg ?

Answer 30

C'est l'évolution de la densité d'ionsiation le long du parcours de la particule lourde

Question 31

Donner les différentes ordres de grandeur du parcours des particules alphas dans l'air ou dans l'eau selon l'énergie initale (4; 6 et 8 MeV)

Answer 31

Question 32

Que vaut TEL dans l'eau ?

Answer 32

Question 33

Quelles sont les caractéristiques du parcours des particules alphas ?

Answer 33

Question 34

Quelles sont les caractéristiques des interactions des particules chargées légères avec la matière et de son parcours ?

Answer 34

Peut provoquer de l'excitation voire ionisation

Question 35

Décrivez l'interaction électron-noyau

Answer 35

L'électron va dévier se rapprochant temporairement du noyau en étant ralenti suite à la perte d'énergie absorbée par le noyau à cause de la force d'interaction F entre les deux particules résultant en l'émission d'un rayonnement de freinage

Question 36

Dans le cas des électrons, que vaut le ralentissement linéique S ? (des valeurs clés mais pas numériques)

Answer 36

Question 37

Que vaut le rapport de S radiatif et S collision pour les rayons X ?

Answer 37

Question 38

Que vaut le ralentissement linéique S dans l'eau ?

Answer 38

Question 39

Que vaut L la longueur de trajectoire dans le cas d'une particule légère ? et comparez sa valeur par rapport à R

Answer 39

Question 40

Que vaut R en moyenne en fonction du transfert énergétique ?

Answer 40

Question 41

Que vaut le TLE des particules β- dans l'eau ?

Answer 41

Question 42

Que provoque l'annihilation entre une particule β+ et un électron ?

Answer 42

Question 43

Quelle est la particularité de l'émission de ces particules de rayonnement ?

Answer 43

Elles sont de même direction mais de sens opposées

Question 44

Quels sont les différents rayonnements électromagnétiques médicaux ?

Answer 44

Question 45

Quelles particules pouvons-nous mettre en mouvement ?

Answer 45

Question 46

Quels sont les mécanismes d'interaction entre photons et matière ?

Answer 46

Question 47

Quels sont les mécanismes d'interaction entre particules et matière ?

Answer 47

Question 48

Expliquez le principe de la radiothérapie interne par une source radioactive (RA) d'électrons

Answer 48

Administrer un médicament radiopharmaceutique (RPM) ciblant un organe, une tumeur, une voie métabolique, avec un émetteur particulaire RA (beta-, plus rarement beta + ou alpha) déposant de l’énergie le long des trajectoires dans un volume cible entourant la source RA

Question 49

Que vaut l'énergie déposée par unité de masse cible ?

Answer 49

Question 50

Que vont alors permettre les ionsiations de ces rayonnements ?

Answer 50

Question 51

Quel est le devenir du RPM (radiopharmaceutique) injecté dans un système biologique (patient) ?

Answer 51

Question 52

Que vaut la probabilité globale ou effective de disparition du radiopharmaceutique ? (lambda effectif, l'inverse du transfert d'énergie effectif)

Answer 52

Question 53

Que vaut la cinétique d'un RPM dans un système biologique (A(t) l'activité) ?

Answer 53

Question 54

Quelles sont les caractéristiques de l'iode 131 ?

Answer 54

Utilisée en imagerie

Question 55

Quelle est l'allure de la courbe de l'activité de l'iode 131 en fonction du temps dans le système biologique ?

Answer 55

Question 56

Comment pouvons-nous modéliser la fixation de l'iode dans le temps ?

Answer 56

Question 57

Que vaut l'énergie déposée à t dans le volume cible (M) ?

Answer 57

avec Nd le nombre de désintégraion

Question 58

Que vaut la dose absorbée et sa dérivée (débit de dose) à un instant t ?

Answer 58

Question 59

Que vaut l'activité radioactive nécessaire pour une certaine dose absorbée ou pour un certain volume irradier ?

Answer 59

Question 60

Expliquez un exemple d'application d'une interaction particule matière

Answer 60

Un tube à rayon X : les électrons sont dans un tube à vide et sont attirés à une anode positive qui tourne très vite dans le but de répartir la chaleur due aux interactions entre la catode et les électrons

Question 61

Que vaut l'énergie maximale d'un électron ? (deux formules)

Answer 61

Question 62

Quelles sont les différentes possibilités d'interaction dans le tube à rayons X ?

Answer 62

- les interactions électron-électron - les interactions noyau et électron

Question 63

Décrivez l'origine des rayons X à travers l'interaction électron-électron

Answer 63

L'électron va exciter voire ioniser une particule d'un cortège électronique et les rayons X seront alors produits par fluorescence

Question 64

Décrivez l'origine des rayons X à travers l'interaction électron-noyau

Answer 64

Par rayonnement de freinage dû en rapport avec la force d'interaction

Question 65

Quelle est l'allure du spectre de rayonnement de freinage des interactions électron-noyau ?

Answer 65

On observe un déficit entre le théorique et ce qui est enregistré car les particules de basses énergies sont rapidement réabsorbées ne pouvant alors être détectées

Question 66

dR/dE : le nombre de photons par unité de temps émis par le tube à rayons X pour toutes les valeurs d'énergies possibles émises Avec un spectre de raies avec la fluorescence et un continu avec le freinage

Question 67

Quelle équation pouvons-nous obtenir grâce aux formules de l'énergie d'un photon (rayon X) ?

Answer 67

par exemple avec 80 kV on aura un photon X max de 80 keV

Question 68

Que pouvons-nous détecter à partir d'un certain champ E à travers un détecteur de gaz ?

Answer 68

Question 69

Expliquez le fonctionnement d'un détecteur à gaz de rayons ionisants ?

Answer 69

Ce détecteur est composé d'un cylindre dont la paroi extérieure représente la cathode - et le fil central qui représente l'anode +, l'un collectant des électrons et l'autre des atomes ionisés positifs suite à des interactions avec des rayons ionisants avec le gaz dans le cylindre

Question 70

Quels sont les 3 régimes de fonctionnement du détecteur à gaz ?

Answer 70

Question 71

Que permet la chambre d'ionisation ?

Answer 71

La chambre d'ionisation (de différentiel de potentiel 60 à 300 V) est la collecte primaire totale des charges permettant de mesurer le nombre d'impulsions par seconde, d'estimer le nombre de désintégration par seconde

Question 72

Que donnent les compteurs proportionnels ?

Answer 72

Ils donnent l'énergie transférée au détecteur, en montant la tension aux bornes de notre détecteur, utilisé en spectrométrie et dans un scanner et aussi le nombre et l'énergie de chaque photon détecté

Question 73

Que permet le compteur Geige-Müller ?

Answer 73

L'amplification du signal, on perd les informations d'énergie, de nombre mais on pourra détecter des très faibles quantités d'ionisations