Comment fonctionnent les accélérateurs à particules utilisés en radiothérapie externe ?

Résumé du document

Document écrit du Grand Oral de physique qui traite la question suivante : comment les accélérateurs à particules fonctionnent en radiothérapie ?
Ce sujet permet de parler du lien entre la physique, les maths et le domaine de la santé. Schémas, formules et explications fournis. Dossier complet.

Extraits

[...] Un électron va alors s'associer à un atome, ce qui va former un ion. Cet ion, du fait de l'accélération de l'électron, sera excité. En revenant à son état fondamental, l'ion va libérer une énergie appelée photon. Le faisceau de photons sort donc de la chambre d'ionisation et sera canalisé par les mâchoires pour que le faisceau soit homogène lorsqu'il entre en contact avec le patient. S'il n'y a pas de chambre d'ionisation, le faisceau de sortie sera un faisceau d'électrons. [...]

[...] Deux types d'accélérateurs sont sur le marché. On parle souvent de machine à magnétron ou à klystron (klystron plus puissant que magnétron car UTF) il s'agit d'un fonctionnement en régime pulsé. Le modulateur : Son rôle, comme nous l'avons vu plus haut, sera d'alimenter le klystron ou le magnétron en très haute tension durant quelques micro-secondes toutes les 5 à 6 milli-secondes. Celui-ci fonctionne suivant le principe d'une charge et décharge d'un ensemble de capacité et de self appelé réseau PFN. [...]

[...] Lorsque l'effet apparait plus tard, il y a une réduction du volume tumoral. L'effet antalgique apparait dans 70 à 80% des cas. Dans 60% des cas on dit qu'il est complet. Et parmi eux des patients ont cet effet durable (supérieur à 1 an). [...]

[...] Elle vaut : V=2qxUm Dans un accélérateur linéaire d'électrons, la force électrique à l'origine de l'accélération des particules est dans les sens inverse par rapport à la tension car la charge est négative : F = -qE. La valeur de l'accélération entre chaque tube est la suivant : a=qEm Avec q la charge d'un électron (1,6x10[-19] E : le champ électrique m : la masse d'un électron 3.La déviation Dans la partie cylindrique, appelée déviation, les électrons ont une vitesse constante, acquise au cours de leur passage dans la section accélératrice. Cette partie de l'accélérateur permet de faire le tri entre les particules. [...]

[...] Comment fonctionnent les accélérateurs à particules utilisés en radiothérapie INTRODUCTION : Il existe différents types de radiothérapie pour traiter le cancer. La plus utilisée est la radiothérapie externe, qui consiste à envoyer une source de rayonnement radioactive depuis l'extérieur du malade (et qui traversera la tumeur), par le biais d'un accélérateur de particules (linéaire). Il a pour but de traiter les tumeurs par "bombardement" de photons ou d'électrons. On peut également utiliser des protons, mais cette méthode est peu répandue car elle est beaucoup plus coûteuse. [...]