Cours LS1 - Interactions rayonnements ionisants
Interaction d'un faisceau de photons avec la matière (phénomène global). • Atténuation des rayonnements électromagnétiques (photons X ou ?).
Interaction Rayonnement Matière
ralentissement par collisions sur les noyaux du milieu traversé. Rayonnements électromagnétiques : flux de photons. Page 4. 4. Classification
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1.2 Spectre des ondes électromagnétiques. 1.3 Rayonnements ionisants et non-ionisants. •. •. 2.1. Interaction rayonnement-matière (phénomène global).
Interaction Rayonnement-Matière
On peut avoir aussi la diffraction d'ondes électromagnétiques ou de faisceaux d'électrons par un ensemble d'atomes ou cristaux. b) Interactions avec le noyau
Introduction à linteraction rayonnement matière
Les rayons X (ondes électromagnétiques) interagissent avec les électrons: l'analyse de structure par diffraction des rayons X mène à la densité électronique
Interactions des rayonnements ionisants avec la matière
c- Le Transfert Linéique d'Energie: T.L.E.. Page 4. II – Interaction des rayonnements électromagnétiques X et?avec la matière. 1-
Base de la radioprotection
Le rayonnement électromagnétique peut provoquer une soit par interaction coulombienne avec les électrons de la matière soit par interaction radiative ...
Interaction des rayonnements ionisants avec la matière
Un rayonnement particulaire ou électromagnétique est ionisant s'il est susceptible d'arracher des é à la matière. Conditions: - Ec (particules).
Rappels physiques sur les rayonnements électromagnétiques
sibilités d'interaction avec la matière et en particulier les structures biologiques ils peuvent être décrits soit comme des ondes électromagnétiques
Notes de Cours sur les Interactions entre les rayonnements et la
Nov 17 2002 La matière et le rayonnement intéragissent en permanence. ... atome qui recoit une onde électromagnétique incidente
Chapitre 2 : Interactions des rayonnements avec la matière
Photons : rayonnements électromagnétiques •Indirectement ionisants : ne sont absorbés que s’ils interagissent avec un électron du milieu •3 principaux types d’interactions : –Effet photoélectrique –Effet Compton –(création de paire) Interactions des rayonnements avec la matière 2) - Interactions des photons
INTERACTIONS RAYONNEMENT MATIERE
wiki epfl ch
Chapitre I Structure de la matière et rayonnements
On classe les rayonnements selon leurs natures ou selon leurs interactions avec la matière Elles peuvent être classés selon leurs natures soit en: - Rayonnements Electromagnétiques (REM) - Rayonnement particulaires (corpusculaires) (RP) Ou elles sont classés selon leurs interactions avec la matière en : - Rayonnements ionisants
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•Lorsqu’un rayonnement pénètre dans la matière il se produit des interactions caractérisées par des échanges d’énergies entre le rayonnement et les atomes du milieu •Le rayonnement dépose de l’énergie dans matière irradiés ce qui contribue a changer les propriétés de la matière (chaleur ionisation)
Quels sont les effets du rayonnement sur la matière ?
Lorsqu’un rayonnement pénètre dans la matière, il se produit des interactions caractérisées par des échanges d’énergies entre le rayonnement et les atomes du milieu. Le rayonnement dépose de l’énergie dans matière irradiés ce qui contribue a changer les propriétés de la matière (chaleur, ionisation)
Quels sont les phénomènes liés à l’Interaction rayonnement matière ?
L’étude des phénomènes liés à l’interaction rayonnement matière a permis de faire évoluer plusieurs disciplines en médecine. Dans le diagnostic radiologique, l’effet photoélectrique est à la base de formation de rayons X et la dématérialisation est le principe pour la TEP.
Quels sont les différents types d’interactions entre les rayonnements ß et les atomes beta ?
Les rayonnements ß sont faiblement ionisants, leurs trajet dans la matière est donc en ligne brisée, les segments diminuant de longueur à chaque interaction, leurs parcours peut atteindre 1,5 cm. Les particules beta (TEL faible) subissent deux types d’interactions avec les atomes : soit des collisions avec les électrons du nuage,
Comment sont émis les rayonnements ionisants ?
Les rayonnements ionisants peuvent être émis à partir de sources radioactives ou produits par des appareils électriques (tubes à RX, accélérateurs de particules, générateurs de neutrons...). : Effet photoélectrique. : Effet Compton.
Bases de physique
Jérôme DAMET
Institut de radiophysique
CHUVLausanne
Cours de radioprotection
Janvier 2018
1BASESPHYSIQUES
Objectifs
Décrire les différentespossibilités de désintégration d'un noyau radioactif ainsi que les notions
d'activité et de décroissanceEmployer la carte des radionucléides pour déterminerles caractéristiques d'une filiation radioactive
Interpréterun schéma de désintégration 2Constituants de la matière
-15 mia d'années -5 mia d'années 3Structure de l'atome
4 A E NZNombre de masse
caractérise la masse du noyau : N + ZNombre de neutrons
différents N pour un Z donné = isotopesNombre de protons
caractéristiques chimiques de l'élémentÉlément
caractérisé par le nombre de protonsC = carbone
i.e. Z = 6 protonsNomenclature
5Nomenclature
•Pourquoi peut-on remplacer par ? •Si l'on indique élément = C Z=6 •Sachant que A vaut 14 et Z vaut 6 on sait que N=8 14 68C AA ZN E EEA notations
équivalentes
A E NZ 14 C 6 A E NZ •Exemples 12 12 66C C C 12
131 131
53 78I I I 131
13 13 67C C C 13
14 14 68C C C 14
isotopes du carboneNomenclature
7Structure de la matière
8 hydrogène qui a trois isotopes: -hydrogène: 1p, 1 e -deutérium: 1 p, 1 n, 1 e -tritium: 1 p, 2 n, 1 e devientinstable.Isotopes
9Table des isotopes
10N = 1.5 Z
Table des isotopes
11Spectre de la lumière visible
Spectre Complet
Ondes électromagnétiques
Rayonnements ionisants
12 On distingue différents types de rayonnements ionisants:1.Particules
(neutrons, protons, rayonnement , rayonnement )2.Ondes électromagnétiques
(rayonnement , rayons X)Rayonnements ionisants
13Qu'est-ce que la radioactivité ?
La matière est faite d'atomes, la plupart du temps assemblés en molécules. Au coeur de ces atomes, se trouve un noyau, 10 000 à 100 000 fois plus petit. La radioactivité est un phénomène qui se produit au plus profond des atomes, dans ce noyau. Certains noyaux atomiques instables sont la source de rayonnements , , , neutron.La radioactivité
Pour quelles raisons certains noyaux sont-ils instables ? Pourquoi émettent-ils un rayonnement plutôt qu'un autre ? A quel rythme se désintègrent-ils et pendant combien de temps ? Comment mesure-t-on leur degré de radioactivité ? Quelle est l'origine de ces rayonnements auxquels nous sommes soumis ?Quels sont les principaux corps radioactifs ?
14 •Désintégration radioactive -Mécanisme spontané et aléatoire •Probabilité de désintégration par unité de temps [s -1 •Constante de désintégration •Spécifique au noyau considéré •Ne varie pas avec le tempsDéfinitions
15Types de radioactivité
AlphaDésintégration :
Emission d'un noyau d'hélium : 2 protons+ 2 neutrons 16 Remarque: on peut aussi observer la radioactivité n p + e p n + eTypes de radioactivité
bêta 17Exemple de désintégration ȕ
00.20.40.60.81.01.21.41.6P-32
E.maxRelative number of
-particles BEnergyb-[MeV]1.71
18 Emission par le noyau d'un photon (rayonnement gamma)Types de radioactivité
gamma 19Types de radioactivité
Identification d'un élément par spectrométrie gamma 20Trois types de radioactivité
21Un élément peut se désintégrer de plusieurs manières
Types de radioactivité
22Schéma de désintégration
Noyau radioactif
(noyau mère)énergie du noyau
Noyau radioactif (instable)
état énergétique élevé
Désintégration radioactive
processus "modeste" pas d'éclatement total du noyauÉmission d'un petit fragment
hors du noyau •alpha •bêta moins •bêta plus 23Noyau radioactif
(noyau mère)énergie du noyau
Désexcitation (immédiate) par un
ou plusieurs photons gammaétats excitésNoyau issu de
la désintégration (noyau fille)états fondamental
alpha bêta- bêta+Schéma de désintégration
24Activité:
Nombre de désintégrations par seconde. Unité :Becquerel(Bq)
Ancienne unité (encore parfois utilisée): Curie(Ci)1 mCi= 37 MBq
Définitions
Demi-vie ou période
Temps/durée nécessaire pour qu'une substance radioactive perde la moitié de son activité. 25Demi-vie ou période
C'est un propriété statistique: c'est le temps au bout duquel un atome radioactif aura une chance
sur deux de s'être désintégré.Elle ne dépend donc pas de la quantité initiale, mais uniquement de l'élément considéré.
Krypton 89 ~ 3 minutes
Uranium 238 4,5 milliards d'annéesPlutonium 239 24 000 ansCarbone 14
5730 annéesLa demi-vie peut varier considérablement selon les éléments,
d'une fraction de seconde à des millions ou des milliards d'années. 2627
28
Guide pratique Radionucléides & Radioprotection -SFRP/CEA 29
•Évolution du nombre de noyaux (N) d'une source radioactive -Équation différentielle de la désintégration dN t dNt NtdtNt dt t 0
Nt NeDécroissance exponentielle
Désintégration
30Période radioactive (ou demi-vie)
Temps au cours duquel le nombre de noyaux a diminué d'un facteur 2 -T inversement proportionnel à -T constante, spécifique au nucléide -Chaque période T correspond une diminution du nombre de noyaux radioactifs d'un facteur 2 T0 0NN T Ne2
ln2T 312 -3 2 -2 2 -1 2 0 43210
Nombre de périodes T
1/2 (b) N N/2 N/4 N/8Période radioactive (ou demi-vie)
32Stabilité des noyaux
La vallée de la stabilité
33Les bords de la vallée sont peuplés de noyaux instables
Stabilité des noyaux
34Stabilité des noyaux
35Stabilité des noyaux
36Stabilité des noyaux
37Stabilité des noyaux
38Stabilité des noyaux
39AN : probabilité de désintégration
Source
Nombre de désintégrations par unité
de temps (plus facile à mesurer)Activité : A
Nnoyaux instables
(difficile à mesurer)Activité
40•Activité -Nombre de désintégrations par unité de temps -Unité : s -1 = Bq = becquerel •A évolue dans le temps comme N -Décroissance exponentielle avec période T ln2t T 0quotesdbs_dbs45.pdfusesText_45
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