PARTICULES CHARGEES LEGERES

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PARTICULES CHARGEES LEGERES
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1) Phénomènes de Collisions Passage dun e-
près du cortège électronique. Sous laction des
forces répulsives (f k . e2/ x2), le- est plus
ou moins ralenti et cède son E à le- cible.
INTERACTION AVEC LES e- ATOMIQUES
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2) Transfert dE.
Plus il y a dE transférée plus le- est
arrêté.Dépend de lépaisseur x de la cible et de
la vitesse de le- incident - E thermique si
Q ltlt Wn- Excitation si Q lt Wn- Ionisation si Q
gt Wn
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3) RAYONNEMENT DE FLUORESCENCE
Après ionisation ou excitation réarrangement
électroniqueavec émission de photons X. Si la
cible a un Z élevé et lorsque le- a assez dE
pour pouvoir exciter ou ioniser des couches
profondes (K,L..), les photons de fluorescence
sont des X car seuls les photons gt 1,25 keV
peuvent sortir de la cible. Les X sont appelés X
justement à partir de 1,25 keV.
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Les photons de fluorescence d énergie gt 1,25 KeV
- émis après une excitation, une ionisation ou
une capture électronique sont du domaine des R.X.
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DIFFUSION INÉLASTIQUERADIATIVE DANS LE CHAMP
COULOMBIEN. RAYONNEMENT X DE FREINAGE
RESPONSABLE DE LA PRODUCTION DES RAYONS X.
INTERACTION AVEC LES NOYAUX
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RAYONNEMENT DE FREINAGE OU BREMSSTRAHLUNG

• Action dun e- incident avec le champ coulombien
  du noyau e- plus ou moins ralenti avec perte
  dEc
• (E1-E2). Si toute lE est perdue le photon X a
  pour Energie E1-0 soit E1.

Un électron qui passe près d un noyau est freiné
et un photon de freinage est émis. Seuls les
photons de freinage gt 1,25 KeV sortent de la
cible.
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(No Transcript)
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NATURE DES RAYONS X
Ce sont des PHOTONS d énergie supérieure à 1.25
KeV. Mais contrairement aux PHOTONS ? d origine
intranucléaire, ces photons X prennent naissance
dans le vide du cortège électronique d un atome.
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LE DOMAINE DES R.X.
Ce que l on appelle et utilise en médecine sous
le nom de  RAYONS X  est en fait un mélange de
photons dont les mécanismes démission sont fort
différents. On y trouve des photons de
fluorescence des photons de freinage
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LES RAYONS UTILISÉS EN MÉDECINE
Cest lensemble des photons qui sortent d une
cible en tungstène (W) lorsque cette cible est
bombardée par un faisceau d électrons
accélérés. Mais selon quils sont destinés au
radiodiagnostic ou à la radiothérapie, ils sont
obtenus de façon différente Les photons X du
tube de Coolidge Ils ne sont pratiquement
utilisés quen radiodiagnostic. Les R.X. émis ont
des énergies qui se répartissent selon un spectre
allant de 1,25 KeV à 120 KeV environ.
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(No Transcript)
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LES PHOTONS X DE L ACCÉLÉRATEUR LINÉAIRE

• Dits  photons X de haute énergie 
• Ces photons X ont des énergies beaucoup plus
  importantes qui se répartissent selon un spectre
  allant de 1,25KeV à (10-50) MeV. Ils sont
  réservés à la radiothérapie.

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Spectre de photons X du tube de Coolidge et de
l accélérateur linéaire - on notera la faible
participation des RAIES X dans le rayonnement
émis par ces deux appareils.
Avec une même cible (w), ces raies ont la même
énergie pour le tube de Coolidge et
laccélérateur linéaire.
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Interaction des électrons avec les couches
électroniques des atomes Les phénomènes
dexcitation, dionisation et de fluorescence
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EN MOYENNE LA LONGUEUR DE TRAJECTOIRE DUN e-
(portée) DE 5 mev DANS LEAU EST DE 4,5 cm ET
SON PARCOURS DE 2,1 cm.
PARCOURS DES PARTICULES CHARGÉES LÉGÈRES
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Les lois datténuation dun faisceau de photons X
ou Gamma Caractère aléatoire des interactions
phénomène stochastique. - pas dinteraction -
diffusion sans changement de longueur donde du
photon (diffusion élastique) -
déviation avec changement de trajectoire et
modification de longueur donde
(Diffusion inélastique).
RAYONNEMENTS ELECTROMAGNETIQUES GENERALITES
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LOI DATTENUATION GENERALE

• dI -?.I.dx
• I(x) I(0) . e-?x
• ? coefficient datténuation linéique global.
• I Intensité du faisceau (Nombre de rayons)
• X Épaisseur de matière traversée

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COUCHE DE DEMI-ATTÉNUATION CDA ln2 /
?.Epaisseur de matériau qui diminue de moitié
lIntensité du rayonnement
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LIBRE PARCOURS MOYENPar définition L 1 / ?
Donc L 1,44 CDA.
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DIFFÉRENTS MODES DINTERACTION DES PHOTONS AVEC
LA MATIÈRE Tient compte de lE h.c/?
h?h 6,624.10-34 J.s (Constante de Planck)
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- Avec noyaux production de paires, réactions
photonucléaires- Avec e- Effet
photoélectrique, COMPTON, Dans tous les cas il
existe une E transmise, transférée et diffusée.
INTERACTIONS MULTIPLES
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Ejection dun e- de son orbite. Sur e-
lié.Toute lE du photon E h? se transmet à
le- périphérique sous forme dE cinétique Ces
photoélectrons ont une E constantes puisquelle
ne dépend que de lE de la couche sur laquelle
se trouve lélectron.
EFFET PHOTOÉLECTRIQUE
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EFETFET PHOTO-ELECTRIQUE

• Le remplacement dun e- par un autre de la couche
  supérieure entraîne une émission de fluorescence.
  Compétition avec leffet Auger.
• Probabilité dEPE
• Lorsque E lt Wk Probabilité prop à Z3Lorsque
  E gt Wk proportionnelle à Z5

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Interaction avec un e- libre ou peu
lié.Interaction la plus fréquente en RT. On
peut admettre que pour leffet Compton tous les
électrons dun milieu sont libres.Diffusion
inélastique car le photon diffusé a une E
inférieure au photon incident. E h?Photon
diffusé Eh?Energie de lElectron (de recul)
Er E - E
EFFET COMPTON OU DIFFUSION NON COHÉRENTE
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EFFET COMPTON (Suite)

• Les relations Compton définissent les fractions
  dE transférées à le- de recul et au photon
  diffusé.
• La répartition énergétique des e- Compton se
  fera selon un spectre continu puisque les E
  peuvent varier de 0 à Er max

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Production de paires Matérialisation dun
photon de haute E en un positon et un négaton.
Il faut donc que lE incidente soit dau moins
1,022 MeV le surplus dE est transmise à la
paire positon - négaton sous forme dE cinétique.
MATÉRIALISATION DE LENERGIE DU PHOTON INCIDENT
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(No Transcript)
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PHOTODÉSINTÉGRATION Avec un photon de très
haute E, expulsion dune particule du noyau et
absorption du photon. E.P.E dans milieu peu
énergétique et Z élevéCOMPTON dans E
intermédiaire, proportionnelle à la
densitéProduction de PAIRES dans E élevées et
milieux denses.
LES EFFETS DES PHOTONS
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Deuxième mécanisme de l interaction des photons
avec la matière
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Troisième mécanisme de l interaction des photons
avec la matière
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Importance relative des 3 effets en fonction de
l énergie
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dN -µ. N.dx
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INTERACTION DES RAYONNEMENTS ÉLECTROMAGNÉTIQUES