INTERACTIONS DES PHOTONS AVEC LA MATIÈRE : EXERCICES
Faisceaux polychromatiques.
La CDA du cuivre vaut 0,194 cm pour des photons de 100 keV et 0,030 cm pour des photons de 50 keV.
Calculer le rapport du flux émergeant de photons au flux incident après un parcours de 1 mm pour les deux types de photons.
On suppose que le faisceau incident de photons est composé de 50% de photons de 50 keV et de 50% de photons de 100 keV ; calculer, en pourcentage, la composition du faisceau émergeant de photons.
Conclure.
Iode.
L’iode 131I est radioactif β- et γ ; sa période radioactive est de 8,02 jours.
Le principal rayonnement émis (à 81,3%) a une énergie de 364,5 keV.
Données des masses volumiques : eau : ρ’ = 1,00 g.cm-3 plomb : ρ = 11,3 g.cm-3 1. Calculer la longueur d’onde du rayonnement émis.
2. Les photons sont susceptibles de provoquer de l’effet Compton à la traversée des tissus.
2.1. Calculer la longueur d’onde du rayonnement diffusé dans une direction faisant un angle φ = 20°avec la direction du rayonnement incident.
On rappelle que le décalage en longueur d’onde au cours de l’effet Compton est donnée par la formule : Δ λ = λ '−λ = h
m0c2 (1−cosφ) 2.2. Calculer l’énergie cinétique de l’électron Compton correspondant.
3. Ce photon est-il susceptible d’induire une réaction de matérialisation ? Justifier la réponse.
4. Le coefficient d’atténuation massique de ces photons vaut μ / ρ = 0,32 cm2.g-1 pour le plomb, et μ’/ρ’ = 0,12 cm2.g-1 pour l’eau. Calculer la CDA (couche de demi atténuation) du plomb et de l’eau pour ce type de photon. ; calculer l’épaisseur de plomb nécessaire pour réduire de 99,9% le flux de photons émis.
Exploitations graphiques
On donne ci-après les graphes d'évolution des coefficients d'atténuation massique de différents matériaux avec l’énergie des photons.
1. Déterminer les coefficient d'atténuation linéiques de l'eau, du plomb et de l'os pour :
des photons de 20 keV des photons de 60 keV des photons de 200 keV 2. Dans chaque cas, donner le type d'interaction photon matière prépondérant
3. Établir l'expression puis calculer l'épaisseur des couches de demi atténuation (CDA) pour ces trois types de photons, pour les trois types de matériaux.
4. Établir l'expression puis calculer l'épaisseur des couches de déci-transmission (CDT) pour ces trois types de photons, pour les trois types de matériaux.
5. Calculer le coefficient de transmission, pour une longueur de 1,0 mm, pour les trois types de photons, pour les trois types de matériaux ; conclure.
masse volumiques : du plomb ; ρ = 11,34 g.cm-3 de l'os (moyenne) ; ρ = 1,45 g.cm-3
photonmatiere_ex.odt Page 1 sur 2 IMRT : JFC
0 0,01 0,1 1 10 100 0,01
0,1 1 10 100 1000 10000
Plomb Eau Os
