Flashcards : Interactions rayonnement matière et radioactivité (87 cartes)

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1Question

Que désigne une interaction rayonnement-matière ?

Réponse

Les phénomènes liés au parcours d’un rayonnement dans un milieu et au dépôt d’énergie qu’il y produit.

2Question

Que conserve une interaction élastique ?

Réponse

L’énergie cinétique totale.

3Question

Comment une interaction inélastique peut-elle dissiper de l’énergie ?

Réponse

Par déformation ou par chaleur.

4Question

Quelle énergie cinétique possède une particule alpha issue d’une transformation nucléaire ?

Réponse

Entre 4 et 8 MeV.

5Question

Qu’est-ce que le transfert d’énergie linéique (TEL) ?

Réponse

L’énergie cédée à la matière par un rayonnement par unité de distance parcourue.

6Question

Quel rayonnement a le TEL le plus élevé parmi ceux étudiés dans le cours ?

Réponse

Les particules alpha.

7Question

Quel est le parcours maximal indiqué dans l’eau pour une particule alpha de 8 MeV ?

Réponse

Environ 100 μm.

8Question

Quelles cellules arrêtent les particules alpha à la surface de la peau ?

Réponse

Les cellules mortes de la couche cornée.

9Question

Quel risque présente une contamination interne par des particules alpha ?

Réponse

Elle peut léser des cellules importantes.

10Question

Que peut provoquer une collision entre une particule bêta et un électron atomique ?

Réponse

Une lacune électronique, après expulsion de l’électron de sa couche.

11Question

Quelle interaction bêta devient prépondérante à forte énergie ?

Réponse

Le freinage inélastique dans le champ du noyau.

12Question

Quelles interactions sont fréquentes pour une particule bêta de faible énergie ?

Réponse

Les collisions avec les électrons et les interactions élastiques avec le champ coulombien atomique.

13Question

Sous quelles formes l’énergie perdue par freinage bêta est-elle dissipée ?

Réponse

Sous forme de chaleur ou de rayonnement électromagnétique de freinage.

14Question

Comment le numéro atomique du matériau influence-t-il le rayonnement de freinage bêta ?

Réponse

Sa production augmente avec le numéro atomique.

15Question

Comment le TEL bêta moins se compare-t-il au TEL alpha ?

Réponse

Il est inférieur au TEL alpha.

16Question

En fin de parcours, que produit l’annihilation d’un positon ralenti avec un électron libre ?

Réponse

Deux photons gamma de 511 keV émis en sens opposés.

17Question

Quelle technique d’imagerie repose sur l’annihilation des positons ?

Réponse

La tomographie par émission de positons (TEP).

18Question

Comment les photons gamma détectés en TEP permettent-ils d’obtenir une image ?

Réponse

Ils permettent de former une image.

19Question

Quelles sont la masse et la charge électrique d’un photon ?

Réponse

Il n’a ni masse ni charge électrique.

20Question

Quelle relation donne l’énergie d’un photon en fonction de sa fréquence ?

Réponse

E=hνE=h\nu

21Question

Quel électron est concerné par l’effet photoélectrique ?

Réponse

Un électron atomique fortement lié.

22Question

Quelle part du photon incident l’effet photoélectrique absorbe-t-il ?

Réponse

La totalité de son énergie.

23Question

Quel électron est concerné par l’effet Compton ?

Réponse

Un électron peu lié.

24Question

Quel phénomène transforme un photon de plus de 1,022 MeV en paire électron-positon ?

Réponse

La matérialisation.

25Question

Quelle relation décrit l’atténuation d’un faisceau photonique après une épaisseur xx ?

Réponse

I=I0e−μxI=I_0e^{-\mu x}

26Question

Que représente la couche de demi-atténuation (CDA) ?

Réponse

L’épaisseur qui divise par deux l’intensité initiale du faisceau.

27Question

Quelle relation lie la CDA au coefficient linéaire d’atténuation μ\mu ?

Réponse

CDA=ln⁡2μ\mathrm{CDA}=\frac{\ln 2}{\mu}

28Question

Quel effet domine à faible énergie et dans quelle zone la diffusion Compton devient-elle majoritaire ?

Réponse

L’effet photoélectrique domine à faible énergie ; la diffusion Compton devient majoritaire vers 300 à 400 keV.

29Question

Quelle relation donne l’activité radioactive AA en fonction de λ\lambda et NN ?

Réponse

A=λNA=\lambda N.

30Question

Comment calcule-t-on λ\lambda à partir de la demi-vie TT ?

Réponse

λ=ln⁡2T\lambda=\frac{\ln 2}{T}.

31Question

Comment calcule-t-on NN à partir de la masse mm, de la masse molaire MM et de NAN_A ?

Réponse

N=mMNAN=\frac{m}{M}N_A.

32Question

Quel est le noyau stable final de la filiation radioactive du thorium-232 ?

Réponse

Le plomb-208.

33Question

Comment évoluent le nombre de masse et le numéro atomique du thorium-232 au plomb-208 ?

Réponse

Le nombre de masse passe de 232 à 208 et le numéro atomique de 90 à 82.

34Question

Combien de désintégrations alpha comporte la filiation du thorium-232 vers le plomb-208 ?

Réponse

Six désintégrations alpha.

35Question

Combien de désintégrations bêta moins comporte la filiation du thorium-232 vers le plomb-208 ?

Réponse

Quatre désintégrations bêta moins.

36Question

Quels radioisotopes bêta moins sont cités pour la radiosynoviorthèse ?

Réponse

L’yttrium-90, le rhénium-186 et l’erbium-169.

37Question

Quelle est l’énergie maximale du bêta moins de l’yttrium-90 ?

Réponse

2,28 MeV.

38Question

Quelle est l’énergie maximale du bêta moins du rhénium-186 ?

Réponse

1,069 MeV.

39Question

Quelle est l’énergie maximale du bêta moins de l’erbium-169 ?

Réponse

0,351 MeV.

40Question

Quelle articulation est traitée par l’yttrium-90 en radiosynoviorthèse ?

Réponse

Les grosses articulations.

41Question

Quelle articulation est traitée par le rhénium-186 en radiosynoviorthèse ?

Réponse

Les articulations moyennes.

42Question

Quelle articulation est traitée par l’erbium-169 en radiosynoviorthèse ?

Réponse

Les petites articulations, comme les interphalangiennes.

43Question

Quels modes de désintégration un noyau en excès de protons peut-il subir ?

Réponse

L’émission bêta plus ou la capture électronique.

44Question

Quelle différence d’énergie minimale l’émission bêta plus exige-t-elle ?

Réponse

Une différence supérieure à 1,022 MeV.

45Question

Quelle énergie la capture électronique requiert-elle ?

Réponse

Une énergie de liaison électronique très faible.

46Question

Que laisse l’électron capturé dans le cortège du noyau fils ?

Réponse

Une lacune électronique.

47Question

Quelles émissions le réarrangement électronique peut-il produire après une capture électronique ?

Réponse

Un rayon X ou un électron Auger.

48Question

Quel mode de désintégration l’indium-111 utilise-t-il, compte tenu de sa différence d’énergie de 0,862 MeV ?

Réponse

La capture électronique.

49Question

Quel seuil énergétique l’émission bêta plus doit-elle dépasser ?

Réponse

1,022 MeV.

50Question

Quelles énergies des rayonnements du cadmium-111 sont utilisées en scintigraphie après la désintégration de l’indium-111 ?

Réponse

171,2 keV et 245,4 keV.

51Question

Quelle formule relie les périodes effective, physique et biologique ?

Réponse

1Teff=1Tphys+1Tbio\frac{1}{T_{\mathrm{eff}}}=\frac{1}{T_{\mathrm{phys}}}+\frac{1}{T_{\mathrm{bio}}}

52Question

Comment la période effective se compare-t-elle aux périodes physique et biologique ?

Réponse

Elle est toujours inférieure aux deux.

53Question

Quelles applications diagnostiques sont citées dans le cours ?

Réponse

La médecine nucléaire et la radiologie.

54Question

Quelle plage d’énergies la radiologie utilise-t-elle ?

Réponse

De 20 à 500 keV.

55Question

Quelle plage d’énergies les radiothérapies externes utilisent-elles ?

Réponse

De 1 à 100 MeV.

56Question

Comment les rayonnements X et gamma sont-ils traités dans ce cours ?

Réponse

Comme équivalents pour leurs interactions avec la matière.

57Question

Quelle est l’origine du photon X et du photon gamma ?

Réponse

Le photon X est d’origine électronique et le photon gamma d’origine nucléaire.

58Question

Quelle est la nature de l’interaction entre une particule alpha et les électrons atomiques ?

Réponse

Elle est inélastique.

59Question

Quelle énergie une particule alpha accélérée par cyclotron peut-elle atteindre ?

Réponse

De 50 à 60 MeV.

60Question

Que produisent les électrons externes en comblant une lacune profonde de l’atome cible ?

Réponse

Des photons X caractéristiques de l’atome cible.

61Question

Quel est le parcours moyen d’un bêta moins dans l’eau ?

Réponse

De l’ordre du centimètre.

62Question

Quel est le parcours moyen d’un positon dans l’eau ?

Réponse

De l’ordre du millimètre.

63Question

Comment l’énergie initiale influence-t-elle le parcours moyen d’un positon dans l’eau ?

Réponse

Le parcours moyen augmente avec l’énergie initiale.

64Question

Quelle relation donne l’énergie cinétique du photoélectron lors de l’effet photoélectrique ?

Réponse

Ec=hν−ELE_c=h\nu-E_L

65Question

Quels rayonnements le réarrangement électronique peut-il émettre après une lacune photoélectrique ?

Réponse

Un photon X de fluorescence ou un électron Auger.

66Question

Quelle unité exprime le coefficient d’atténuation pour une épaisseur en centimètres ?

Réponse

cm−1\mathrm{cm}^{-1}

67Question

Quelle unité exprime le coefficient d’atténuation pour une épaisseur surfacique en g⋅cm−2\mathrm{g\cdot cm}^{-2} ?

Réponse

cm2⋅g−1\mathrm{cm^2\cdot g^{-1}}

68Question

À quelle énergie correspond l’excitation des électrons de la couche K du plomb ?

Réponse

80 keV.

69Question

Pourquoi le plomb convient-il aux protections en radiologie conventionnelle ?

Réponse

Un photon gamma de 80 keV correspond à l’énergie d’excitation des électrons de sa couche K.

70Question

Quelle activité possède 1 g de thorium-232 dans une tonne de roche ?

Réponse

Environ 4 071 Bq.

71Question

Quelle est la demi-vie du thorium-232 ?

Réponse

1,4⋅10101{,}4\cdot 10^{10} ans.

72Question

Quelle est la demi-vie physique du bismuth-212 dans la filiation du thorium-232 ?

Réponse

60,55 minutes.

73Question

En quel noyau le bismuth-212 se désintègre-t-il par émission alpha ?

Réponse

En thallium-208.

74Question

Quelle est l’énergie de la particule alpha lors de la désintégration du bismuth-212 en thallium-208 ?

Réponse

6,096 MeV.

75Question

Quelle est l’énergie de recul du thallium-208 lors de sa formation à partir du bismuth-212 ?

Réponse

0,117 MeV.

76Question

Quelle différence d’énergie permet au gallium-68 les deux modes de désintégration ?

Réponse

2,921 MeV avec le zinc-68.

77Question

Quelle est l’énergie maximale du positon émis par le gallium-68 ?

Réponse

1,899 MeV.

78Question

Quelle énergie est le plus fréquemment émise par les positons du gallium-68 ?

Réponse

633 keV.

79Question

Quelle distance moyenne les positons du gallium-68 parcourent-ils avant annihilation ?

Réponse

3,1 mm.

80Question

Quelle est la distance maximale parcourue par les positons du gallium-68 avant annihilation ?

Réponse

9,3 mm.

81Question

Quelles énergies peuvent avoir le rayon X et l’électron Auger produits par capture électronique sur la couche K du zinc-68 ?

Réponse

8,57 keV pour le rayon X et 8,5 keV pour l’électron Auger.

82Question

Dans quel état le cadmium-111 est-il formé dans 99,995 % des désintégrations de l’indium-111 ?

Réponse

Dans un état excité à 416,6 keV.

83Question

Quelle est la durée caractéristique de la demi-vie de l’état excité du cadmium-111 ?

Réponse

De l’ordre de la milliseconde.

84Question

Avec des périodes physique de 67,2 heures et biologique de 48 heures, quelle est la période effective théorique ?

Réponse

28 heures.

85Question

Avec des périodes physique de 67,2 heures et effective mesurée de 34,7 heures, quelle est la période biologique calculée ?

Réponse

71,75 heures.

86Question

Où trouve-t-on naturellement le thorium-232 ?

Réponse

Dans la croûte terrestre.

87Question

Quelle est la concentration moyenne du thorium-232 dans la roche ?

Réponse

De l’ordre de 1 à 12 g par tonne de roche.

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Teste tes connaissances avec un QCM de 33 questions sur Interactions rayonnement matière et radioactivité.

1. Concernant les interactions rayonnement-matière :

2. Une interaction conserve l’énergie cinétique totale :

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