[PDF] Base de la radioprotection Le rayonnement électromagnétique peut





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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





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

CHUV

Lausanne

Cours de radioprotection

Janvier 2018

1

BASESPHYSIQUES

Objectifs

Décrire les différentespossibilités de désintégration d'un noyau radioactif ainsi que les notions

d'activité et de décroissance

Employer la carte des radionucléides pour déterminerles caractéristiques d'une filiation radioactive

Interpréterun schéma de désintégration 2

Constituants de la matière

-15 mia d'années -5 mia d'années 3

Structure de l'atome

4 A E NZ

Nombre de masse

caractérise la masse du noyau : N + Z

Nombre de neutrons

différents N pour un Z donné = isotopes

Nombre de protons

caractéristiques chimiques de l'élément

Élément

caractérisé par le nombre de protons

C = carbone

i.e. Z = 6 protons

Nomenclature

5

Nomenclature

•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 68
C AA ZN E EEA notations

équivalentes

A E NZ 14 C 6 A E NZ •Exemples 12 12 66

C C C 12

131 131

53 78

I I I 131

13 13 67

C C C 13

14 14 68

C C C 14

isotopes du carbone

Nomenclature

7

Structure 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

9

Table des isotopes

10

N = 1.5 Z

Table des isotopes

11

Spectre 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

13

Qu'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 temps

Définitions

15

Types de radioactivité

Alpha

Désintégration :

Emission d'un noyau d'hélium : 2 protons+ 2 neutrons 16 Remarque: on peut aussi observer la radioactivité n p + e p n + e

Types de radioactivité

bêta 17

Exemple de désintégration ȕ

00.20.40.60.81.01.21.41.6P-32

E.max

Relative number of

-particles B

Energyb-[MeV]1.71

18 Emission par le noyau d'un photon (rayonnement gamma)

Types de radioactivité

gamma 19

Types de radioactivité

Identification d'un élément par spectrométrie gamma 20

Trois types de radioactivité

21
Un élément peut se désintégrer de plusieurs manières

Types de radioactivité

22

Schéma de désintégration

Noyau radioactif

(noyau mère)

énergie du noyau

Noyau radioactif (instable)

état énergétique élevé

Désintégration radioactive

processus "modeste" pas d'éclatement total du noyau

Émission d'un petit fragment

hors du noyau •alpha •bêta moins •bêta plus 23

Noyau radioactif

(noyau mère)

énergie du noyau

Désexcitation (immédiate) par un

ou plusieurs photons gamma

états excitésNoyau issu de

la désintégration (noyau fille)

états fondamental

alpha bêta- bêta+

Schéma de désintégration

24

Activité:

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. 25

Demi-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 ans

Carbone 14

5730 annéesLa demi-vie peut varier considérablement selon les éléments,

d'une fraction de seconde à des millions ou des milliards d'années. 26
27
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

30

Période 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 0

NN T Ne2

ln2T 31
2 -3 2 -2 2 -1 2 0 43210

Nombre de périodes T

1/2 (b) N N/2 N/4 N/8

Période radioactive (ou demi-vie)

32

Stabilité des noyaux

La vallée de la stabilité

33
Les bords de la vallée sont peuplés de noyaux instables

Stabilité des noyaux

34

Stabilité des noyaux

35

Stabilité des noyaux

36

Stabilité des noyaux

37

Stabilité des noyaux

38

Stabilité des noyaux

39
AN : 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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