[PDF] La physique des Rayons X 20 févr. 1999 Effets

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1

Rayonnements ionisants

Bardia

F arman Physicien Médical Hôpital La TimoneMarseille 2 Plan P articules chargées et non chargées I ntercations a vec la matière E ffets des rayonnements ionisants 3

I-Rayonnements ionisants

Particules Chargées •

p articules alpha p articules bêta, électrons •p r o t o n s

Particules non Chargées •

p hotons : gammas et X n eutrons 4

Rayonnements ionisants

5

Rayonnement

la particule alpha est un noyau d'Hélium

Exemple d'émission alpha :

6

Rayonnement

Émission d'un électron

Exemple de désintégration

7

Rayonnement

Émission d'un positron

Exemple de désintégration

8

Rayonnement

Le rayonnement gamma apparaît lors de la désexcitation d'un noyau instable

Exemple d'émission gamma :

9

Interactions RI -

M atière

Interaction Photon -

M atière (dépôt indirect d'énergie)Interaction Electron M atière (dépôt direct d'énergie) 10

Interactions Photons -

M atière absorptiondiffusiontransmission

Dépot indirect d'énergie

11

Formation d'image radiologique

T ransmission

Diffusion

A bsorption 12

EFFET PHOTOELECTRIQUE

photon

Raie caractéristique

électron

surtout basse énergiepour noyaux "lourds" (Pb, W)essentiellement "abso r ption" 13

EFFET COMPTON

photon

électron

Photon diffusé

i ndépendant du milieu augmente avec énergie (=> 400kV)absorption + diffusiondiffusé peu directionnel 14

PRODUCTION DE PAIRE

photon pos itron

électron

Énergie minimale du photon incident : 1,022 MeV, (la masse au repos des 2 particules) 15

INTERACTIONS PHOTON

0

102030405060708090

100
0, 01 0, 1 1 10 1 0 0 P hoton ener gy (M eV) Ph o t o e l e c t r i c effect C o m p ton p r o cess Pa i r pr oduction T h e dom ina tin g p hoton absor p tion p r o cess in differ e nt m a ter i als of differ ent atom ic num ber s

Energie des photons (

M eV)

Numéro atomique (Z)

16

Interactions

Électron

-M a t i r e rétrodiffusiondiffusion : e- secondaire freinage (Z élevé) RX

Dépot direct d'énergie

17

Rayonnement de Freinage

(Bremsstrahlung)

Photon X

Electron

18

Rayonnement de Freinage

(Bremsstrahlung) N ombre atomique élevé d e la cible (anode) : champ électromagnétique créé par le noyau élevé lectrons ayant une énergie élevée A ugmentation de l'énergie augmente la probabilité de production de rayonnement de freinage et donc la production de RX 19

Production de RX

I nteraction entre des électrons de haute énergie avec une cible métallique, une partie de leur énergie est convertie en RX cible

électrons

Basse

Moyenne

énergie

(10-400keV)

électrons

Haute > 1MeV energie

Rayons

X 20

Principe du tube radiogène

1.

Production d'électrons (cathode),

Filament chauffé, mA

2.

Accélération des électrons

, DDP entre l'anode et la cathode, kV 3.

Freinage des électrons (anode)

21

La production des RX

est conditionnée par : 1.

Qualité

des électrons fournis par la cathode

Énergie à

f ournir:

1. des milliampères (mA) 2. des kilovolts (kV)

2. Nature de la cible

anode dense (z élevé) tungstène, rhodium, ...

Champ électrique attractif dû

aux protons élevés p roduction d'un rayonnement de freinage

Perte importante sous forme de chaleur

22

Émission et nature des RX

a. a.

Direction d

Direction d

mission mission d u Rayonnement de freinage b.

Spectre des RX

23

Direction d'émission

du Rayonnement de freinage

Seule une partie est utilisée,

au regard de la fenêtre 24

Spectre de RX

Raie caractéristique de l'anode

Spectre d'émission du Mo et du Rh

17,4 -

1

9,7 keV

20,2 -

2

2,8 keV

25

II-Dosimètrie

D = La Dose absorbée :

Energie absorbée par unité

d e masse

1 Gy (gray)=1 J/kg

26

H = La Dose Equivalente :

L' équivalent biologique de la dose absorbée pour l'homme reflète l'impact sur les tissus biologiques d'une exposition aux rayonnements ionisants, en tenant compte de la nature des rayonnements

D: dose absorbée

(Gy), W R : facteur de pondération r adiologique (1-20)

H s'ex

prime en Sv (Sievert) R R D w H 27
W R : Facteur d e pondération radiolgique P hotons : 1 •E l e c t r o n s 1 N eutrons : I nf. à 1 0 keV 5 de 10 keV

100 keV

10 de 100 keV à 2 MeV 20 de 2 MeV à

20 MeV

10 -S u p 2 0 M e V 5 •P r o t o n s s up. à 2 MeV 5 P articules alpha : 2 0 28
H T = La Dose Equivalente Tissulaire : L' équivalent biologique de la dose absorbée au niveau d'un organe ou tissu donné, en tenant compte de sa radiosensibilité W T : facteur de pondération t issulaire

0,01 à

0 ,20) (Remarque : la somme des w T est égale 1) H T s'exprime e n Sv (Sievert) H w H T T 29
W T : Facteur d e pondération tissulaire G onades : 0 ,20 M oelle osseuse : 0 ,12 C olon : 0 ,12 P oumons : 0 ,12 E stomac : 0 ,12 •V e s s i e 0 0 5 •S e i n s 0 0 5 •F o i e 0 0 5 OE sophage : 0 ,05 T hyroïde : 0 ,05 P eau : 0 ,01 S urface des os : 0 ,01 •A u t r e s 0 0quotesdbs_dbs46.pdfusesText_46

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