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UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°31 Exercice n°1 On considère un faisceau délectron dénergie 200 keV. Sachant que la distance parcourue dans le platine.

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1 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°31 Exercice n°1 On considère un faisceau délectron dénergie 200 keV. Sachant que la distance parcourue dans le platine par ce faisceau est de 5 m, calculer le TEL du platine pour ce faisceau. Cocher la valeur la plus proche A-5 keV/ m B-20 keV/ m C-40 keV/ m D-200 keV/ m E-1000 keV/ m Calcul du TEL du platine C-40 keV/ m TEL = 40 keV/ m d = 5 m E = 200 keV

2 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°32 Exercice n°2 Soit un faisceau délectrons de longueur de pénétration (portée) égale à m dans leau. Calculer lénergie du faisceau. Cocher la (ou les) proposition(s) vraie(s) A-10 eV B eV C eV D-1, J E-1, J Calcul de lénergie du faisceau C eV profondeur de pénétration dans leau E = 10 MeV L = 5 cm E = 2 x L E = 2 x 5 = 10 1 MeV = eV 1 MeV = 1, J E = eV E = 1, J D-1, J

3 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°33 Exercice n°3 données : CDA béton = – 2 m pour les h A dénergie 40 keV CDA béton = – 2 m pour les h B dénergie 50 keV Un faisceau de photons est composé de 80 % de photons A dénergie 40 keV et de 20 % de photons B dénergie 50 keV. 1.Quel est sa composition après la traversée dun mur de 20 cm de béton ? 2.Déterminer le facteur datténuation du faisceau et celui des photons A. 3.Calculer lépaisseur nécessaire pour avoir une atténuation des photons A dun facteur Composition du faisceau après 20 cm nombre de photons A restant ou CDA A = 10 cm x = 20 cm = 2.CDA A N A0 = N 0 x0,8 nombre de photons B restant CDA B = 20 cm x = 20 cm = CDA B N B0 = N 0 x0,2 pourcentage de A restant pour x = 20 cm 80% A ?% A 66.7% A

4 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°34 Exercice n°3 données : CDA béton = – 2 m pour les h A dénergie 40 keV CDA béton = – 2 m pour les h B dénergie 50 keV Un faisceau de photons est composé de 80 % de photons A dénergie 40 keV et de 20 % de photons B dénergie 50 keV. 1.Quel est sa composition après la traversée dun mur de 20 cm de béton ? 2.Déterminer le facteur datténuation du faisceau et celui des photons A. 3.Calculer lépaisseur nécessaire pour avoir une atténuation des photons A dun facteur Facteurs datténuation facteur datténuation des photons A (F A ) facteur datténuation du faisceau (F) N B = N 0 x0,1 80% A ?% A 66.7% A N A = N 0 x0,2 F A = 4 F = 3,3 N A0 = N 0 x0,8N A = N 0 x0,2

5 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°35 Exercice n°3 données : CDA béton = – 2 m pour les h A dénergie 40 keV CDA béton = – 2 m pour les h B dénergie 50 keV Un faisceau de photons est composé de 80 % de photons A dénergie 40 keV et de 20 % de photons B dénergie 50 keV. 1.Quel est sa composition après la traversée dun mur de 20 cm de béton ? 2.Déterminer le facteur datténuation du faisceau et celui des photons A. 3.Calculer lépaisseur nécessaire pour avoir une atténuation des photons A dun facteur Epaisseur nécessaire CDA A = 10 cm x ? 80% A x = 70 cm F A = 128 = 2 7

6 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°36 Exercice n°4 Un filtre de cuivre de 1 mm dépaisseur placé sur la fenêtre dun tube à rayons X transmet 10 % dun faisceau de photons dénergie 10 keV. Calculer le coefficient datténuation linéique. Cocher la valeur la plus proche A-0,37 cm – 1 B-2,3 cm – 1 C-3,7 cm – 1 D-23 cm – 1 E-37 cm – 1 D-23 cm – 1 coef linéique datténuation = 23 cm -1 x = 0,1 cm

7 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°37 Exercice n°5 On veut déterminer le coefficient linéique datténuation de laluminium pour un rayonnement donné. Le graphe, ci- dessous, présente la variation du nombre de coups par minute enregistrés en fonction de lépaisseur daluminium placée devant le compteur. Déterminer, graphiquement, la couche de demi-atténuation et en déduire le coefficient linéique datténuation cpm x x x x x Epaisseur (mm) 0 0,2 0,4 0,80,6 couche de demi atténuation (CDA) : épaisseur nécessaire pour atténuer la moitié du flux de photons incidents N 0 = 830 cpm graphique ! 830 N0N0 N 0 /2 0,18 CDA = 0,18 mm coef. linéique datténuation : = 3,9 mm -1

8 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°38 Exercice n°6 Soit une source de césium-137 dactivité 10 Ci. On supposera la source ponctuelle. Pour mesurer lactivité dune source radioactive, on utilise un compteur Geiger-Müller de fenêtre dentrée circulaire de rayon 0,5 cm (rendement du compteur 10 %, bruit de fond négligeable). Le compteur est placé à 5 cm de la source. Calculer le taux de comptage en coups par seconde. Cocher la valeur la plus proche A-25 cps B-100 cps C-250 cps D-500 cps E-1000 cps n = 100 cps facteur géométrique erendement Gfacteur géométrique Aactivité BFbruit de fond taux de comptage détecteur R = 5 cm r = 0,5 cm S taux de comptage S = r 2 e = 0,1 r = 0,5 cm R = 5 cm A = 10 Ci BF = 0 B-100 cps

9 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°39 Exercice n°7 Les courbes de survie ci-dessous ont été obtenues pour 2 populations cellulaires A et B composées de cellules chacune et exposées dans les mêmes conditions dirradiation. 1. Déterminer la dose moyenne dirradiation D 0 de ces 2 populations cellulaires. Comparer leur radiosensibilité. 2. Pour quelle dose obtient-on 80% de mort cellulaire dans la population A ? En déduire le nombre de cellules A survivantes. 3. Combien reste-t-il de cellules survivantes B pour cette même dose dirradiation ? 0,1 1 S D (Gy) 012 A B 1. dose moyenne dirradiation D 0 courbe de survie exponentielle S = taux survie D 0 = dose létale moyenne = dose pour laquelle de taux de survie est de 37% graphique ! S = 0,37 D 0 (A) = 2 Gy D 0 (B) = 1 Gy D 0 (A) = 2 Gy D 0 (B) = 1 Gy D 0 (B) < D 0 (A) les cellules B sont plus radiosensibles que les A.

10 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°310 Exercice n°7 Les courbes de survie ci-dessous ont été obtenues pour 2 populations cellulaires A et B composées de cellules chacune et exposées dans les mêmes conditions dirradiation. 1. Déterminer la dose moyenne dirradiation D 0 de ces 2 populations cellulaires. Comparer leur radiosensibilité. 2. Pour quelle dose obtient-on 80% de mort cellulaire dans la population A ? En déduire le nombre de cellules A survivantes. 3. Combien reste-t-il de cellules survivantes B pour cette même dose dirradiation ? 0,1 1 S D (Gy) 012 A B 2. dose pour 80% mort cellulaire pop. A 80% mort cellulaire= 20% survie graphique ! S = 0,2 D = 3,2 Gy S = 0,2 calcul ! D 0 = 2 Gy D = – 2 ln(0,2)= – 2 [ln2 – ln10] D = – 2 [ln2 – ln2 – ln5] = D = 2 ln5 = 2x1,6 = 3, 2 Gy

11 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°311 Exercice n°7 Les courbes de survie ci-dessous ont été obtenues pour 2 populations cellulaires A et B composées de cellules chacune et exposées dans les mêmes conditions dirradiation. 1. Déterminer la dose moyenne dirradiation D 0 de ces 2 populations cellulaires. Comparer leur radiosensibilité. 2. Pour quelle dose obtient-on 80% de mort cellulaire dans la population A ? En déduire le nombre de cellules A survivantes. 3. Combien reste-t-il de cellules survivantes B pour cette même dose dirradiation ? 0,1 1 S D (Gy) 012 A B 2. nombre de cellules A survivantes 80% mort cellulaire= 20% survie N(A) = cellules S = 0,2 N 0 = cellules N(A) = x0,2 =

12 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°312 Exercice n°7 Les courbes de survie ci-dessous ont été obtenues pour 2 populations cellulaires A et B composées de cellules chacune et exposées dans les mêmes conditions dirradiation. 1. Déterminer la dose moyenne dirradiation D 0 de ces 2 populations cellulaires. Comparer leur radiosensibilité. 2. Pour quelle dose obtient-on 80% de mort cellulaire dans la population A ? En déduire le nombre de cellules A survivantes. 3. Combien reste-t-il de cellules survivantes B pour cette même dose dirradiation ? 0,1 1 S D (Gy) 012 A B 3. nombre de cellules B survivantes pour D = 3,2 Gy graphique ! S = 0,04 D = 3,2 Gy S = 0,04 D = 3,2 Gy calcul ! D 0 = 1 Gy N(B) = cellules N 0 = cellules N(B) = x0,04 = 0, problème de calcul !

13 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°313 Exercice n°8 Une population de 10 6 cellules est exposée à une dose dirradiation de 2,5 Gy. Le nombre de cellules survivantes est de La courbe de survie cellulaire de cette population ainsi exposée est exponentielle. 1. Quelle est la dose létale moyenne de cette population cellulaire ? 2. Déterminer la dose létale 50 (DL50) de cette population. 1. dose létale moyenne avec graphique ! 0,1 1 S D (Gy) points pour le graphe : A(0 ; 1)(pour D = 0 Gy, S = 1) pour D = 2,5 GyN = cellules N 0 = cellules B(2,5 ; 0,2) A(0 ; 1) x B(2,5 ; 0,2) x dose létale moyenne ? S = 0,37 D = 1,6 Gy D 0 = 1,6 Gy

14 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°314 Exercice n°8 Une population de 10 6 cellules est exposée à une dose dirradiation de 2,5 Gy. Le nombre de cellules survivantes est de La courbe de survie cellulaire de cette population ainsi exposée est exponentielle. 1. Quelle est la dose létale moyenne de cette population cellulaire ? 2. Déterminer la dose létale 50 (DL50) de cette population. 1. dose létale moyenne avec calcul ! 0,1 1 S D (Gy) 012 pour D = 2,5 GyN = cellules N 0 = cellules A(0 ; 1) x B(2,5 ; 0,2) x S = 0,37 D = 1,6 Gy D 0 = 1,6 Gy

15 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°315 Exercice n°8 Une population de 10 6 cellules est exposée à une dose dirradiation de 2,5 Gy. Le nombre de cellules survivantes est de La courbe de survie cellulaire de cette population ainsi exposée est exponentielle. 1. Quelle est la dose létale moyenne de cette population cellulaire ? 2. Déterminer la dose létale 50 (DL50) de cette population. 2. dose létale 50 (DL50) graphique ! 0,1 1 S D (Gy) 012 A(0 ; 1) x B(2,5 ; 0,2) x S = 0,5 DL50 = 1,1 Gy DL50 = dose pour laquelle 50% des cellules sont tuées calcul ! D 0 = 1,6 Gy DL50 = 1,6 ln2=1,6x0,7 DL50 = 1,12 Gy

16 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°316 Exercice n°9 Une source radioactive délivre un flux de photons à un débit de dose de 15 mGy.h -1 à 1 mètre. Le coefficient datténuation linéique du plomb pour ces photons est = 23 cm Quelle doit être lépaisseur de plomb dun écran nécessaire pour réduire, à 1 m, ce débit de dose à 25 Gy.min -1 ? 2. A quelle distance de cette source doit-on se placer pour obtenir la même atténuation que celle procurée par lécran (25 Gy.min -1 ) ? 1. épaisseur de plomb x x = 1 mm D 0 = 15 mGy/h = 23 cm – 1 D = 25 Gy/mn = 25x10 – 3 x60 mGy/h = – 3 = 1,5 mGy/h

17 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°317 Exercice n°9 Une source radioactive délivre un flux de photons à un débit de dose de 15 mGy.h -1 à 1 mètre. Le coefficient datténuation linéique du plomb pour ces photons est = 23 cm Quelle doit être lépaisseur de plomb dun écran nécessaire pour réduire, à 1 m, ce débit de dose à 25 Gy.min -1 ? 2. A quelle distance de cette source doit-on se placer pour obtenir la même atténuation que celle procurée par lécran (25 Gy.min -1 ) ? 2. position de la source d 2 = 3,2 m D 1 = 15 mGy/hpour d 1 = 1 m atténuation dun flux de photons par la distance : D 2 = 1,5 mGy/hpour d 2 = ? m

18 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°318 Exercice n°10 Pour traiter une hyperthyroïdie, une activité de 400 MBq diode-131 est administrée par voie orale à un patient. On considère ici que seule la thyroïde fixe de façon significative ce radioélément émetteur ( ). On donne : Période de 131 I : T = 8 jours Période délimination biologique de 131 I : T b = 4 jours Energies : Em( - ) = 606 keV et E ( ) = 365 keV TLE dans les tissus : TLE( - ) = 2 MeV.cm -1 Lactivité résiduelle au niveau de la thyroïde du patient est divisée par 2 au bout de : Cocher la valeur la plus proche A - 8 jours B - 6 jours C - 4 jours D - 64 heures E - 48 heures temps au bout duquel lactivité résiduelle est divisée par 2 : Lactivité résiduelle au niveau de la thyroïde est divisé par 2 au bout dun temps t = T e T ph = 8 jours T bio = 4 jours T e = période effective T ph = période du radioélément T bio = période délimination biologique A, B, C faux en heures : D juste D - 64 heures

19 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°319 Exercice n°10 Pour traiter une hyperthyroïdie, une activité de 400 MBq diode-131 est administrée par voie orale à un patient. On considère ici que seule la thyroïde fixe de façon significative ce radioélément émetteur ( ). On donne : Période de 131 I : T = 8 jours Période délimination biologique de 131 I : T b = 4 jours Energies : Em( - ) = 606 keV et E ( ) = 365 keV TLE dans les tissus : TLE( - ) = 2 MeV.cm -1 Un détecteur situé à 50 cm du patient mesure un débit déquivalent de dose de 40 Sv.h -1 Cocher la (ou les) proposition(s) vraie(s) A - Le parcours maximal des électrons dans la thyroïde est de 3 mm. B - La dose délivrée à la thyroïde est due essentiellement aux photons. C - Lexposition mesurée par le détecteur est due aux particules - et aux photons D - Pour ne pas dépasser une exposition de 10 Sv, le temps de présence à 2 mètres du patient ne doit pas excéder 4 heures. E - Aucune des propositions ci-dessus. Item A 131 I émetteur ( – ; ) parcours maximal des électrons p : E = 606 keV = 0,606 MeV TLE = 2 MeV.cm – 1 p = 3 mm A juste A - Le parcours maximal des électrons dans la thyroïde est de 3 mm.

20 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°320 Exercice n°10 Pour traiter une hyperthyroïdie, une activité de 400 MBq diode-131 est administrée par voie orale à un patient. On considère ici que seule la thyroïde fixe de façon significative ce radioélément émetteur ( ). On donne : Période de 131 I : T = 8 jours Période délimination biologique de 131 I : T b = 4 jours Energies : Em( - ) = 606 keV et E ( ) = 365 keV TLE dans les tissus : TLE( - ) = 2 MeV.cm -1 Un détecteur situé à 50 cm du patient mesure un débit déquivalent de dose de 40 Sv.h -1 Cocher la (ou les) proposition(s) vraie(s) A - Le parcours maximal des électrons dans la thyroïde est de 3 mm. B - La dose délivrée à la thyroïde est due essentiellement aux photons. C - Lexposition mesurée par le détecteur est due aux particules - et aux photons D - Pour ne pas dépasser une exposition de 10 Sv, le temps de présence à 2 mètres du patient ne doit pas excéder 4 heures. E - Aucune des propositions ci-dessus. Item B La dose délivrée au niveau de la thyroïde est due aux et aux – (surtout). B faux A - Le parcours maximal des électrons dans la thyroïde est de 3 mm.

21 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°321 Exercice n°10 Pour traiter une hyperthyroïdie, une activité de 400 MBq diode-131 est administrée par voie orale à un patient. On considère ici que seule la thyroïde fixe de façon significative ce radioélément émetteur ( ). On donne : Période de 131 I : T = 8 jours Période délimination biologique de 131 I : T b = 4 jours Energies : Em( - ) = 606 keV et E ( ) = 365 keV TLE dans les tissus : TLE( - ) = 2 MeV.cm -1 Un détecteur situé à 50 cm du patient mesure un débit déquivalent de dose de 40 Sv.h -1 Cocher la (ou les) proposition(s) vraie(s) A - Le parcours maximal des électrons dans la thyroïde est de 3 mm. B - La dose délivrée à la thyroïde est due essentiellement aux photons. C - Lexposition mesurée par le détecteur est due aux particules - et aux photons D - Pour ne pas dépasser une exposition de 10 Sv, le temps de présence à 2 mètres du patient ne doit pas excéder 4 heures. E - Aucune des propositions ci-dessus. Item C p = 3 mm pour les – au niveau de la thyroïde les – natteignent pas le détecteur A - Le parcours maximal des électrons dans la thyroïde est de 3 mm. C faux la dose dexposition mesurée par le détecteur est due uniquement aux

22 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°322 Exercice n°10 Pour traiter une hyperthyroïdie, une activité de 400 MBq diode-131 est administrée par voie orale à un patient. On considère ici que seule la thyroïde fixe de façon significative ce radioélément émetteur ( ). On donne : Période de 131 I : T = 8 jours Période délimination biologique de 131 I : T b = 4 jours Energies : Em( - ) = 606 keV et E ( ) = 365 keV TLE dans les tissus : TLE( - ) = 2 MeV.cm -1 Un détecteur situé à 50 cm du patient mesure un débit déquivalent de dose de 40 Sv.h -1 Cocher la (ou les) proposition(s) vraie(s) A - Le parcours maximal des électrons dans la thyroïde est de 3 mm. B - La dose délivrée à la thyroïde est due essentiellement aux photons. C - Lexposition mesurée par le détecteur est due aux particules - et aux photons D - Pour ne pas dépasser une exposition de 10 Sv, le temps de présence à 2 mètres du patient ne doit pas excéder 4 heures. E - Aucune des propositions ci-dessus. Item D A lextérieur du patient uniquement Atténuation par la distance E 1 = 40 Sv/hpour d 1 = 0,5 m E 2 = ? Sv/hpour d 2 = 2 m Calcul de la dose E à 2 m du patient A - Le parcours maximal des électrons dans la thyroïde est de 3 mm.

23 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°323 Exercice n°10 Pour traiter une hyperthyroïdie, une activité de 400 MBq diode-131 est administrée par voie orale à un patient. On considère ici que seule la thyroïde fixe de façon significative ce radioélément émetteur ( ). On donne : Période de 131 I : T = 8 jours Période délimination biologique de 131 I : T b = 4 jours Energies : Em( - ) = 606 keV et E ( ) = 365 keV TLE dans les tissus : TLE( - ) = 2 MeV.cm -1 Un détecteur situé à 50 cm du patient mesure un débit déquivalent de dose de 40 Sv.h -1 Cocher la (ou les) proposition(s) vraie(s) A - Le parcours maximal des électrons dans la thyroïde est de 3 mm. B - La dose délivrée à la thyroïde est due essentiellement aux photons. C - Lexposition mesurée par le détecteur est due aux particules - et aux photons D - Pour ne pas dépasser une exposition de 10 Sv, le temps de présence à 2 mètres du patient ne doit pas excéder 4 heures. E - Aucune des propositions ci-dessus. Item D Exposition de2,5 Sven 1 heure D juste A - Le parcours maximal des électrons dans la thyroïde est de 3 mm. la dose reçue est proportionnelle au temps dexposition 10 Sven t heure En 4 h la dose reçue est de 10 Sv pour t > 4 h, E > 10 Sv D - Pour ne pas dépasser une exposition de 10 Sv, le temps de présence à 2 mètres du patient ne doit pas excéder 4 heures.


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