Quelle énergie minimale transporte un rayonnement ionisant ?
Plus de 10 eV.
Que peut arracher un rayonnement ionisant aux atomes de la matière traversée ?
Des électrons.
Quelles sont les étapes successives de la cascade après irradiation ?
Physique, physico-chimique, chimique, puis biologique.
Quelle durée peut atteindre l’étape physique de la cascade après irradiation ?
Environ seconde.
Quelle durée peuvent atteindre certaines conséquences biologiques de la cascade après irradiation ?
Des dizaines d’années.
Que cède le rayonnement ionisant à la matière ?
De l’énergie.
Quels effets le rayonnement ionisant peut-il provoquer successivement dans la matière ?
Des effets physiques, chimiques, puis biologiques.
Combien de joules vaut un électronvolt ?
Quand survient une ionisation selon l’énergie de liaison électronique ?
Lorsque l’énergie cédée dépasse l’énergie de liaison de l’électron.
Quelles particules constituent la paire d’ions produite par ionisation ?
Un ion positif et un électron libre.
Que devient l’électron lors d’une excitation atomique ?
Il passe à un niveau d’énergie supérieur sans être arraché.
Comment l’atome excité restitue-t-il son énergie excédentaire ?
Il la restitue notamment sous forme de photon.
Quelles particules sont directement ionisantes selon la section « Ionisation directe et indirecte » ?
Les électrons, les positons, les particules α et les protons.
Par quel mécanisme les rayonnements directement ionisants provoquent-ils des ionisations ?
Par forces électriques.
Quels rayonnements sont indirectement ionisants selon la section « Ionisation directe et indirecte » ?
Les photons X et γ ainsi que les neutrons.
À quelles particules les rayonnements indirectement ionisants transfèrent-ils leur énergie ?
À des particules chargées du milieu, notamment des électrons ou des protons.
Quelles particules provoquent l’essentiel des ionisations après le transfert d’énergie indirect ?
Les particules chargées du milieu.
Que provoque la collision d’un électron incident avec un électron atomique ?
Elle peut exciter ou ioniser l’atome.
Comment un électron incident perd-il de l’énergie par rayonnement de freinage ?
Dévié près d’un noyau positif, il émet un photon en perdant de l’énergie.
Comment le rayonnement de freinage est-il produit dans un tube à rayons X ?
Les électrons accélérés sont freinés dans l’anode en tungstène et produisent des photons X.
De quels nucléons une particule alpha est-elle composée ?
De deux protons et deux neutrons.
Quel parcours une particule alpha atteint-elle dans l’air ?
Quelques centimètres.
Comment caractérise-t-on la densité d’ionisations produite par une particule alpha ?
Elle est très élevée, avec un TEL élevé.
Pourquoi un radionucléide émetteur alpha inhalé ou ingéré présente-t-il un risque majeur ?
Il dépose son énergie dans un très petit volume de tissu.
Avec quelles parties de l’atome le neutron interagit-il principalement ?
Avec les noyaux atomiques.
Comment la vitesse d’un neutron influence-t-elle sa probabilité d’absorption ?
Plus sa vitesse est faible, plus sa probabilité d’absorption est élevée.
Que transfère un neutron lors d’une diffusion élastique ?
L’énergie cinétique qu’il perd au noyau heurté.
Quelle interaction domine pour les neutrons rapides au-dessus de 1 keV ?
La diffusion élastique.
Quelles propriétés de masse et de charge possèdent les photons X et gamma ?
Ils sont dépourvus de masse et de charge.
Pourquoi les photons sont-ils qualifiés de rayonnements indirectement ionisants ?
Les électrons mis en mouvement provoquent l’essentiel des ionisations.
Que devient le photon lors de l’effet photoélectrique ?
Il disparaît par absorption totale.
Quelle est l’énergie cinétique du photoélectron en effet photoélectrique ?
Qu’est-ce que l’effet Compton ?
Une collision entre un photon et un électron externe faiblement lié, assimilable à un électron libre au repos.
Que devient le photon lors d’un effet Compton ?
Il est diffusé dans une direction modifiée, avec une longueur d’onde augmentée et une énergie diminuée.
Entre quelles énergies l’effet Compton prédomine-t-il ?
Entre 0,1 et 10 MeV.
Quelles particules le photon crée-t-il dans le champ électrique d’un noyau ?
Un électron et un positon.
Quelle énergie minimale exige la création d’une paire ?
.
Avec quelle particule du milieu le positon ralenti s’annihile-t-il ?
Avec un électron.
Que deviennent les photons transmis qui atteignent le détecteur ?
Ils contribuent à former l’image radiologique.
Qu’est-ce que la radiolyse de l’eau ?
La rupture des liaisons covalentes de H₂O par les radiations, déclenchant des réactions chimiques qui produisent les produits de radiolyse.
Où l’action directe dépose-t-elle l’énergie du rayonnement ou de l’électron ?
Sur la molécule cible.
Quelle part des lésions de l’ADN relève de l’action indirecte avec les rayonnements à faible TEL ?
Environ les deux tiers.
Qu’est-ce qu’un radical libre ?
Un atome ou une molécule possédant un électron célibataire non apparié sur sa couche externe.
Quelle charge porte le radical hydroxyle OH• ?
Une charge neutre.
Combien d’électrons célibataires possède le radical hydroxyle OH• ?
Un électron célibataire.
Quelle charge porte l’ion hydroxyde OH⁻ ?
Une charge négative.
Que désigne H₂O* dans la notation des espèces réactives ?
Une molécule d’eau excitée.
Qu’est-ce qui distingue la radiolyse par excitation de la radiolyse par ionisation de l’eau ?
L’excitation ne fait qu’exciter H₂O, tandis que l’ionisation lui arrache un électron.
Quels produits forme la dissociation de H₂O* lors de la radiolyse par excitation ?
H• et OH•.
Quels produits forme l’ion H₂O⁺ lors de la radiolyse par ionisation ?
H⁺ et OH•.
Quelle est la durée de vie des radicaux libres ?
De l’ordre de la nanoseconde à la microseconde.
Quels produits résultent de la recombinaison des radicaux libres ?
De l’eau, du peroxyde d’hydrogène ou du dihydrogène.
Quelles molécules biologiques voisines les radicaux libres peuvent-ils attaquer ?
L’ADN, les protéines et les lipides membranaires.
Comment appelle-t-on l’action des rayonnements par attaque des molécules biologiques voisines ?
L’action indirecte des rayonnements.
Dans le Système international, quelle unité mesure l’énergie ?
Le joule.
Quelle unité d’énergie est couramment utilisée à l’échelle atomique et moléculaire ?
L’électronvolt.
Quelle énergie moyenne ont les photons X de radiologie conventionnelle et de scanner ?
Quelques dizaines de keV.
Quelle est l’énergie du photon γ du technétium 99m utilisé en scintigraphie ?
140 keV.
Quelle énergie ont les photons d’annihilation utilisés en TEP ?
511 keV.
Quand un transfert thermique se produit-il dans la matière ?
Lorsque l’énergie cédée est insuffisante pour exciter l’atome.
Quels mouvements atomiques gagnent de l’énergie lors d’un transfert thermique ?
La translation, la rotation et la vibration.
En combien de temps apparaissent les effets physiques fondamentaux ?
En environ .
Quelles sont les charges et la masse relative des électrons ?
Ils sont légers et chargés négativement.
Comment les électrons primaires perdent-ils progressivement leur énergie ?
En interagissant directement avec les électrons ou les noyaux du milieu.
Comment appelle-t-on un électron arraché capable de provoquer d’autres ionisations ?
Un électron secondaire.
Comment la faible masse de l’électron influence-t-elle sa trajectoire dans les tissus ?
Il est fortement dévié à chaque interaction et suit une trajectoire sinueuse en zigzag.
Quelle trajectoire une particule alpha suit-elle ?
Une trajectoire rectiligne.
Comment une particule alpha perd-elle son énergie cinétique ?
Par collisions successives.
Quel émetteur alpha est cité pour traiter les métastases osseuses ?
Le radium 223.
Quel noyau un neutron rapide heurte-t-il le plus souvent dans les tissus riches en hydrogène ?
Un proton, de masse voisine de celle du neutron.
Pourquoi les neutrons sont-ils indirectement ionisants ?
Le proton de recul qu’ils mettent en mouvement ionise les atomes du milieu.
Quels matériaux riches en hydrogène ralentissent efficacement les neutrons ?
L’eau, le polyéthylène et le béton.
Quel paramètre détermine principalement l’interaction d’un photon avec la matière ?
L’énergie du photon incident.
Comment un faisceau de photons est-il atténué dans la matière ?
Il est progressivement atténué sans jamais être totalement arrêté.
Après l’éjection d’un électron interne, comment l’énergie libérée peut-elle être émise ?
Sous forme d’un photon de fluorescence.
Quelle relation relie les énergies lors d’un effet Compton, liaison négligée ?
Quel effet le rayonnement Compton a-t-il sur l’image radiologique ?
Il crée un voile et une perte de contraste, d’où l’usage d’une grille anti-diffusion.
Quelle est la principale source d’exposition du personnel en radiologie interventionnelle ?
Le patient, par le rayonnement diffusé qu’il émet.
Dans quels tissus et contextes l’effet Compton domine-t-il selon les photons utilisés ?
Dans les tissus en scintigraphie à 140 keV et en radiothérapie externe à quelques MeV.
Sous quelle forme l’énergie excédentaire est-elle partagée après la création d’une paire ?
Sous forme d’énergie cinétique entre l’électron et le positon.
Que font l’électron et le positon créés au milieu ?
Ils ionisent le milieu.
À partir de quelle énergie la matérialisation devient-elle prépondérante ?
Au-delà d’environ 18 MeV.
Quelle part de la masse d’une cellule représente l’eau ?
Environ 70 %.
Quelle propriété de l’électron célibataire rend le radical libre très réactif ?
Il est non apparié sur la couche externe.
Comment note-t-on les radicaux libres, par exemple l’hydrogène et le radical hydroxyle ?
Avec un point, comme H• et OH•.
Que représente le point dans H• ou OH• ?
L’électron célibataire.
Comment se répartissent les électrons lors de la rupture homolytique de O–H ?
Chaque radical emporte un électron de la paire partagée.
Quel est le bilan de la radiolyse par ionisation de deux molécules d’eau ?
Quel radical est le plus nocif pour l’ADN ?
OH•.
Quel radical se forme lorsque le radical hydrogène réagit avec l’oxygène dissous ?
Le radical hydroperoxyle.
Quel effet la réaction des radicaux avec l’oxygène a-t-elle sur les dégâts ?
Elle forme de nouvelles espèces réactives de l’oxygène et amplifie les dégâts.
Quelle est la radiosensibilité d’une tumeur hypoxique ?
Elle est plus radiorésistante.
Quelle énergie possèdent les faisceaux de photons d’un accélérateur de radiothérapie ?
Quelques MeV.
Quelle espèce très réductrice peut se former autour de l’électron arraché ?
L’électron hydraté e⁻aq.
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1. Un rayonnement traverse un matériau et transporte une énergie de 8 eV par quantum. Lequel des énoncés décrit correctement cette énergie au regard du seuil conventionnel d’ionisation ?
2. Après une irradiation, quelle succession respecte l’ordre temporel des étapes et l’allongement possible des délais jusqu’aux conséquences biologiques ?
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