La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

INTERACTIONS RAYONNEMENTS MATIERE Pr.H.Boulahdour Année 2007 1 ère partie.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "INTERACTIONS RAYONNEMENTS MATIERE Pr.H.Boulahdour Année 2007 1 ère partie."— Transcription de la présentation:

1 INTERACTIONS RAYONNEMENTS MATIERE Pr.H.Boulahdour Année ère partie

2 PENETRATION DES RAYONNEMENTS DANS LA MATIERE Trajectoires des rayonnements déviés sous linfluence des champs électriques intra atomiques ou à loccasion de collisions avec les particules présentes (e -, noyaux). Interactions successives perte dénergie : Absorption Rayonnement E. De 1 MeV à 10 MeV ( v = à Km/Sec. Une particule de 2 charges électriques est fortement absorbée. Trajet en ligne droite car particule de masse élevée (A = 4 et M = fois plus que M électrons). A la surface de la peau, lénergie est absorbée dans les cellules les plus superficielles (couche cornée cellules mortes). Donc radioprotection simple mais si interne, irradiation forte de la cellule mais pas des cellules éloignées.

3 Rayonnement e - ou e +. E. varie de 0 à E max (spectre continu). Ex : MeV pour tritium et 6.1 MeV pour fluor. une seule charge électrique ; moins rapidement absorbé ; pénétration plus profonde. Le parcours moyen dune fraction de micron à quelques millimètres dans les tissus (dépend de lénergie). La trajectoire est sinueuse surtout en fin de parcours. A la surface de la peau, pénétration jusquaux couches profondes de lépiderme où elle délivre une grande partie de son énergie

4 Rayonnement gamma (et X) Radiations électromagnétiques (vitesse de la lumière dans le vide). Energie sous forme de corpuscule sans charge et de masse négligeable (photons). Emission mono-énergétique (Ei – Ef = h ) caractéristique du radioélément émetteur. Ces particules ( et X) non chargées pénètrent facilement le corps humain. Plusieurs cm de plomb sont nécessaires pour se protéger des rayons. X Radiodiagnostic ; Médecine Nucléaire

5

6

7

8

9 Neutrons Charge nulle donc insensibles aux champs électriques dans les atomes. Dépôt dénergie par collision avec les noyaux. Les neutrons traversent aisément les métaux les plus lourds mais sont ralentis par les atomes légers (hydrogènes) donc par le corps humain. Bombe à neutrons

10 Ionisations et excitations des atomes Ionisation paire dions (e- et ion +). Excitation noyau excité, instable Energie de liaison des atomes de la matière Pour H 13.6 eV Pour couche K du Ca eV Dans un milieu aqueux : un rayonnement dénergie eV produit en moyenne 1000 ionisations donc lénergie moyenne pour provoquer une ionisation est de 32 eV (énergie moyenne par ionisation). Ex : une particule de 1 MeV entièrement absorbée produit Il se produit dans le même temps excitations

11 Les rayonnements Directement ionisants :, Indirectement ionisants : X,, neutrons (interaction primaire ionisations provoquées par la mise en mouvement de particules ; électrons et protons)

12 TRANSFERT DE LENERGIE AU MILIEU Interactions successives ralentissement de la particule stabilisation en fin de parcours (E = eV). W partie de lénergie cédée au milieu. W entièrement ou partiellement communiquée au milieu. 1.Si W < E liaison de le - soit énergie dexcitation soit énergie thermique (ici E entièrement absorbée par la molécule. 2.Si W > E liaison de le - ionisation possible, avec

13 Ec transférée par ionisation, excitation ou transfert thermique Si W < 100 eV, Ec absorbée au voisinage immédiat de linteraction (grappes dionisation) Si W > 100 eV, Ec transférée à distance. W dépendant de la distance. Ces e - éjectés appelés électrons delta forment des grappes dionisation en fin de parcours. Au terme du parcours de lé - : la moitié de lEc est transférée sous forme dionisations et lautre moitié sous forme dexcitations ou transferts thermiques.

14 ABSORPTION DE LENERGIE PAR LE MILIEU : DISTRIBUTION SPATIALE DE CETTE ENERGIE Ionisations isolées répartition Ionisations groupées hétérogène Dépôts dénergie Transfert Linéique dEnergie (TLE) Rayonnement alpha TLE élevé car porteur de 2 charges et donc fortement ionisant. Ex : une particule de 5 MeV du Pu 239 a un trajet en ligne droite de 40 µm. Densité dionisation élevée dans un cylindre de 40 µm de long et < 1 µm de diamètre

15

16 Rayonnement bêta TLE faible car faiblement ionisant (une seule charge électrique). Un e - de 1 MeV a un trajet dabord rectiligne puis sinueux. Densité dionisation faible sur ce trajet sauf en fin de parcours où grappes dionisation

17

18 Rayonnement gamma et X Directement ionisant Indirectement ionisant (majorité des ionisations électrons éjectés avec une grande énergie cinétique

19 Effet Compton Matérialisation Donc lessentiel des ionisations est due aux électrons secondaires Absorption Effet photo - électrique

20 Un photon de 300 KeV éjection d1 e - par effet Compton avec une Ec de 100 KeV directement une ionisation ionisations sont induites indirectement par le - secondaire Le TLE de lordre de grandeur de celui des e -. Radiations faiblement ionisantes. Neutrons Indirectement ionisants. Collisions avec les noyaux 90 % sont des collisions élastiques (pour neutrons rapides de 1 MeV cad 10 Km/sec neutron dévié, Ec communiquée au noyau noyau devient la particule ionisante. Ec perdue est dautant plus grande que la masse du noyau est faible (Hydrogène). Les particules ionisantes sont le plus souvent des protons (fortement ionisantes). Le TLE est élevé. Les neutrons peuvent être capturés par les atomes qui deviennent radioactifs

21 DOSE ABSORBEE ET DISTRIBUTION SUBMICROSCOPIQUE DE LENERGIE Dose absorbée (Gray, Gy) Distribution microscopique Effet biologique 1 Gy = 1 joule / Kg : Energie moyenne absorbée dans un organe Limites à léchelon microscopique Energie délivrée non pas de façon homogène mais de façon discontinue par paquets de dimensions submicroscopiques et de densités variables. Exemples - Un noyau de quelques µm de diamètre dose de 1 Gy - 2 rayonnements différents de TLE

22 Un dose de 1 Gy absorbée dans un noyau de g ionisations (2 000 affectent la molécule dADN) (ADN = g). La répartition est selon le TLE Au voisinage immédiat de la trajectoire de la particule (TLE élevée) ; densité dionisation très élevée. Ionisations ou excitations très dispersée si TLE faible. Grappes dionisations déposées à la partie terminale du trajet des e - (dépôts dénergie de densité élevée dans des volumes submicroscopiques.

23


Télécharger ppt "INTERACTIONS RAYONNEMENTS MATIERE Pr.H.Boulahdour Année 2007 1 ère partie."

Présentations similaires


Annonces Google