Flashcards : Interactions des rayonnements (94 cartes)

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1Question

Quelle énergie minimale transporte un rayonnement ionisant ?

Réponse

Plus de 10 eV.

2Question

Que peut arracher un rayonnement ionisant aux atomes de la matière traversée ?

Réponse

Des électrons.

3Question

Quelles sont les étapes successives de la cascade après irradiation ?

Réponse

Physique, physico-chimique, chimique, puis biologique.

4Question

Quelle durée peut atteindre l’étape physique de la cascade après irradiation ?

Réponse

Environ 10−1510^{-15} seconde.

5Question

Quelle durée peuvent atteindre certaines conséquences biologiques de la cascade après irradiation ?

Réponse

Des dizaines d’années.

6Question

Que cède le rayonnement ionisant à la matière ?

Réponse

De l’énergie.

7Question

Quels effets le rayonnement ionisant peut-il provoquer successivement dans la matière ?

Réponse

Des effets physiques, chimiques, puis biologiques.

8Question

Combien de joules vaut un électronvolt ?

Réponse

1,6×10−19 J1{,}6\times10^{-19}\ \mathrm{J}

9Question

Quand survient une ionisation selon l’énergie de liaison électronique ?

Réponse

Lorsque l’énergie cédée dépasse l’énergie de liaison de l’électron.

10Question

Quelles particules constituent la paire d’ions produite par ionisation ?

Réponse

Un ion positif et un électron libre.

11Question

Que devient l’électron lors d’une excitation atomique ?

Réponse

Il passe à un niveau d’énergie supérieur sans être arraché.

12Question

Comment l’atome excité restitue-t-il son énergie excédentaire ?

Réponse

Il la restitue notamment sous forme de photon.

13Question

Quelles particules sont directement ionisantes selon la section « Ionisation directe et indirecte » ?

Réponse

Les électrons, les positons, les particules α et les protons.

14Question

Par quel mécanisme les rayonnements directement ionisants provoquent-ils des ionisations ?

Réponse

Par forces électriques.

15Question

Quels rayonnements sont indirectement ionisants selon la section « Ionisation directe et indirecte » ?

Réponse

Les photons X et γ ainsi que les neutrons.

16Question

À quelles particules les rayonnements indirectement ionisants transfèrent-ils leur énergie ?

Réponse

À des particules chargées du milieu, notamment des électrons ou des protons.

17Question

Quelles particules provoquent l’essentiel des ionisations après le transfert d’énergie indirect ?

Réponse

Les particules chargées du milieu.

18Question

Que provoque la collision d’un électron incident avec un électron atomique ?

Réponse

Elle peut exciter ou ioniser l’atome.

19Question

Comment un électron incident perd-il de l’énergie par rayonnement de freinage ?

Réponse

Dévié près d’un noyau positif, il émet un photon en perdant de l’énergie.

20Question

Comment le rayonnement de freinage est-il produit dans un tube à rayons X ?

Réponse

Les électrons accélérés sont freinés dans l’anode en tungstène et produisent des photons X.

21Question

De quels nucléons une particule alpha est-elle composée ?

Réponse

De deux protons et deux neutrons.

22Question

Quel parcours une particule alpha atteint-elle dans l’air ?

Réponse

Quelques centimètres.

23Question

Comment caractérise-t-on la densité d’ionisations produite par une particule alpha ?

Réponse

Elle est très élevée, avec un TEL élevé.

24Question

Pourquoi un radionucléide émetteur alpha inhalé ou ingéré présente-t-il un risque majeur ?

Réponse

Il dépose son énergie dans un très petit volume de tissu.

25Question

Avec quelles parties de l’atome le neutron interagit-il principalement ?

Réponse

Avec les noyaux atomiques.

26Question

Comment la vitesse d’un neutron influence-t-elle sa probabilité d’absorption ?

Réponse

Plus sa vitesse est faible, plus sa probabilité d’absorption est élevée.

27Question

Que transfère un neutron lors d’une diffusion élastique ?

Réponse

L’énergie cinétique qu’il perd au noyau heurté.

28Question

Quelle interaction domine pour les neutrons rapides au-dessus de 1 keV ?

Réponse

La diffusion élastique.

29Question

Quelles propriétés de masse et de charge possèdent les photons X et gamma ?

Réponse

Ils sont dépourvus de masse et de charge.

30Question

Pourquoi les photons sont-ils qualifiés de rayonnements indirectement ionisants ?

Réponse

Les électrons mis en mouvement provoquent l’essentiel des ionisations.

31Question

Que devient le photon lors de l’effet photoélectrique ?

Réponse

Il disparaît par absorption totale.

32Question

Quelle est l’énergie cinétique du photoélectron en effet photoélectrique ?

Réponse

Ec=Ephoton−EliaisonE_c=E_{photon}-E_{liaison}

33Question

Qu’est-ce que l’effet Compton ?

Réponse

Une collision entre un photon et un électron externe faiblement lié, assimilable à un électron libre au repos.

34Question

Que devient le photon lors d’un effet Compton ?

Réponse

Il est diffusé dans une direction modifiée, avec une longueur d’onde augmentée et une énergie diminuée.

35Question

Entre quelles énergies l’effet Compton prédomine-t-il ?

Réponse

Entre 0,1 et 10 MeV.

36Question

Quelles particules le photon crée-t-il dans le champ électrique d’un noyau ?

Réponse

Un électron et un positon.

37Question

Quelle énergie minimale exige la création d’une paire ?

Réponse

1,022 MeV1{,}022\ \text{MeV}.

38Question

Avec quelle particule du milieu le positon ralenti s’annihile-t-il ?

Réponse

Avec un électron.

39Question

Que deviennent les photons transmis qui atteignent le détecteur ?

Réponse

Ils contribuent à former l’image radiologique.

40Question

Qu’est-ce que la radiolyse de l’eau ?

Réponse

La rupture des liaisons covalentes de H₂O par les radiations, déclenchant des réactions chimiques qui produisent les produits de radiolyse.

41Question

Où l’action directe dépose-t-elle l’énergie du rayonnement ou de l’électron ?

Réponse

Sur la molécule cible.

42Question

Quelle part des lésions de l’ADN relève de l’action indirecte avec les rayonnements à faible TEL ?

Réponse

Environ les deux tiers.

43Question

Qu’est-ce qu’un radical libre ?

Réponse

Un atome ou une molécule possédant un électron célibataire non apparié sur sa couche externe.

44Question

Quelle charge porte le radical hydroxyle OH• ?

Réponse

Une charge neutre.

45Question

Combien d’électrons célibataires possède le radical hydroxyle OH• ?

Réponse

Un électron célibataire.

46Question

Quelle charge porte l’ion hydroxyde OH⁻ ?

Réponse

Une charge négative.

47Question

Que désigne H₂O* dans la notation des espèces réactives ?

Réponse

Une molécule d’eau excitée.

48Question

Qu’est-ce qui distingue la radiolyse par excitation de la radiolyse par ionisation de l’eau ?

Réponse

L’excitation ne fait qu’exciter H₂O, tandis que l’ionisation lui arrache un électron.

49Question

Quels produits forme la dissociation de H₂O* lors de la radiolyse par excitation ?

Réponse

H• et OH•.

50Question

Quels produits forme l’ion H₂O⁺ lors de la radiolyse par ionisation ?

Réponse

H⁺ et OH•.

51Question

Quelle est la durée de vie des radicaux libres ?

Réponse

De l’ordre de la nanoseconde à la microseconde.

52Question

Quels produits résultent de la recombinaison des radicaux libres ?

Réponse

De l’eau, du peroxyde d’hydrogène ou du dihydrogène.

53Question

Quelles molécules biologiques voisines les radicaux libres peuvent-ils attaquer ?

Réponse

L’ADN, les protéines et les lipides membranaires.

54Question

Comment appelle-t-on l’action des rayonnements par attaque des molécules biologiques voisines ?

Réponse

L’action indirecte des rayonnements.

55Question

Dans le Système international, quelle unité mesure l’énergie ?

Réponse

Le joule.

56Question

Quelle unité d’énergie est couramment utilisée à l’échelle atomique et moléculaire ?

Réponse

L’électronvolt.

57Question

Quelle énergie moyenne ont les photons X de radiologie conventionnelle et de scanner ?

Réponse

Quelques dizaines de keV.

58Question

Quelle est l’énergie du photon γ du technétium 99m utilisé en scintigraphie ?

Réponse

140 keV.

59Question

Quelle énergie ont les photons d’annihilation utilisés en TEP ?

Réponse

511 keV.

60Question

Quand un transfert thermique se produit-il dans la matière ?

Réponse

Lorsque l’énergie cédée est insuffisante pour exciter l’atome.

61Question

Quels mouvements atomiques gagnent de l’énergie lors d’un transfert thermique ?

Réponse

La translation, la rotation et la vibration.

62Question

En combien de temps apparaissent les effets physiques fondamentaux ?

Réponse

En environ 10−15 s10^{-15}\,\text{s}.

63Question

Quelles sont les charges et la masse relative des électrons ?

Réponse

Ils sont légers et chargés négativement.

64Question

Comment les électrons primaires perdent-ils progressivement leur énergie ?

Réponse

En interagissant directement avec les électrons ou les noyaux du milieu.

65Question

Comment appelle-t-on un électron arraché capable de provoquer d’autres ionisations ?

Réponse

Un électron secondaire.

66Question

Comment la faible masse de l’électron influence-t-elle sa trajectoire dans les tissus ?

Réponse

Il est fortement dévié à chaque interaction et suit une trajectoire sinueuse en zigzag.

67Question

Quelle trajectoire une particule alpha suit-elle ?

Réponse

Une trajectoire rectiligne.

68Question

Comment une particule alpha perd-elle son énergie cinétique ?

Réponse

Par collisions successives.

69Question

Quel émetteur alpha est cité pour traiter les métastases osseuses ?

Réponse

Le radium 223.

70Question

Quel noyau un neutron rapide heurte-t-il le plus souvent dans les tissus riches en hydrogène ?

Réponse

Un proton, de masse voisine de celle du neutron.

71Question

Pourquoi les neutrons sont-ils indirectement ionisants ?

Réponse

Le proton de recul qu’ils mettent en mouvement ionise les atomes du milieu.

72Question

Quels matériaux riches en hydrogène ralentissent efficacement les neutrons ?

Réponse

L’eau, le polyéthylène et le béton.

73Question

Quel paramètre détermine principalement l’interaction d’un photon avec la matière ?

Réponse

L’énergie du photon incident.

74Question

Comment un faisceau de photons est-il atténué dans la matière ?

Réponse

Il est progressivement atténué sans jamais être totalement arrêté.

75Question

Après l’éjection d’un électron interne, comment l’énergie libérée peut-elle être émise ?

Réponse

Sous forme d’un photon de fluorescence.

76Question

Quelle relation relie les énergies lors d’un effet Compton, liaison négligée ?

Réponse

Eincident=Ediffuseˊ+EcineˊtiqueE_{\mathrm{incident}}=E_{\mathrm{diffusé}}+E_{\mathrm{cinétique}}

77Question

Quel effet le rayonnement Compton a-t-il sur l’image radiologique ?

Réponse

Il crée un voile et une perte de contraste, d’où l’usage d’une grille anti-diffusion.

78Question

Quelle est la principale source d’exposition du personnel en radiologie interventionnelle ?

Réponse

Le patient, par le rayonnement diffusé qu’il émet.

79Question

Dans quels tissus et contextes l’effet Compton domine-t-il selon les photons utilisés ?

Réponse

Dans les tissus en scintigraphie à 140 keV et en radiothérapie externe à quelques MeV.

80Question

Sous quelle forme l’énergie excédentaire est-elle partagée après la création d’une paire ?

Réponse

Sous forme d’énergie cinétique entre l’électron et le positon.

81Question

Que font l’électron et le positon créés au milieu ?

Réponse

Ils ionisent le milieu.

82Question

À partir de quelle énergie la matérialisation devient-elle prépondérante ?

Réponse

Au-delà d’environ 18 MeV.

83Question

Quelle part de la masse d’une cellule représente l’eau ?

Réponse

Environ 70 %.

84Question

Quelle propriété de l’électron célibataire rend le radical libre très réactif ?

Réponse

Il est non apparié sur la couche externe.

85Question

Comment note-t-on les radicaux libres, par exemple l’hydrogène et le radical hydroxyle ?

Réponse

Avec un point, comme H• et OH•.

86Question

Que représente le point dans H• ou OH• ?

Réponse

L’électron célibataire.

87Question

Comment se répartissent les électrons lors de la rupture homolytique de O–H ?

Réponse

Chaque radical emporte un électron de la paire partagée.

88Question

Quel est le bilan de la radiolyse par ionisation de deux molécules d’eau ?

Réponse

2H2O→H++OH−+H∙+OH∙\mathrm{2H_2O \rightarrow H^+ + OH^- + H^\bullet + OH^\bullet}

89Question

Quel radical est le plus nocif pour l’ADN ?

Réponse

OH•.

90Question

Quel radical se forme lorsque le radical hydrogène réagit avec l’oxygène dissous ?

Réponse

Le radical hydroperoxyle.

91Question

Quel effet la réaction des radicaux avec l’oxygène a-t-elle sur les dégâts ?

Réponse

Elle forme de nouvelles espèces réactives de l’oxygène et amplifie les dégâts.

92Question

Quelle est la radiosensibilité d’une tumeur hypoxique ?

Réponse

Elle est plus radiorésistante.

93Question

Quelle énergie possèdent les faisceaux de photons d’un accélérateur de radiothérapie ?

Réponse

Quelques MeV.

94Question

Quelle espèce très réductrice peut se former autour de l’électron arraché ?

Réponse

L’électron hydraté e⁻aq.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 43 questions sur Interactions des rayonnements.

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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