Exercices corrigés de Physique - Diplôme de Qualification en Physique Radiologique et Médicale

Thèmes abordés

DQPRM Diplôme de Qualification en Physique Radiologique et Médicale, iode radioactif, master PMRHE Physique Médicale Radioprotection de l'Homme et de l'Environnement, source radioactive, énergie cinétique, radiation, stockage d'une source, interaction rayonnement-matière, propriétés d'un château de plomb, dépôt d'énergie, énergie, spectrométrie, réaction nucléaire, médecine nucléaire, effet Compton

Résumé du document

Ce document contient des exercices corrigés de Physique des sessions de 2010 à 2024 en vue de l'obtention du Diplôme de Qualification en Physique Radiologique et Médicale.

Extraits

[...] L'interaction qui peut avoir lieu est la collision avec les noyaux d'argon, mais cette interaction est peu efficace pour produire de l'ionisation. Pour calculer l'efficacité, on utilise la formule : ρNA µ= A où ρ = 0.001784 g.cm−3 est la masse volumique de l'argon, N A = 6.022 × 1023 mol−1 est le nombre d'Avogadro, A = 39.95 g/mol est la masse molaire de l'argon, et σ = 0.421 barn est la section efficace pour la collision entre un neutron et un atome d'argon. [...]

[...] Calculer l'énergie cinétique des protons au moment de leur éjection. L'énergie cinétique des protons est notée E p . Elle s'écrit : Ep = 1 mp v2 . 2 En remplaçant v par son expression en fonction des paramètres du cyclotron = cinétique devient : 2 1 qBR E p = mp 2 mp Simplifions cette expression : Ep = (qBR)2 2mp Utilisons les valeurs numériques données : q = · 10−19 B = 28 R = 2 m p = MeV/c2. [...]

[...] Les parois de la cuve contenant l'eau sont supposées infiniment minces. 4. Quelle sera l'énergie déposée par un proton de 70 MeV dans ce mm d'eau (en MeV) en considérant que l'énergie du proton reste constante ? En utilisant le TEL calculé précédemment : 3 3 T E L × 10 = keV/µm × 10 = 967 keV ≈ 1 MeV 5. Combien de protons faudra-t-il pour y déposer 1 J ? 1 eV correspond à × 10−19 J . [...]

[...] Déduire l'épaisseur du détecteur. Pour un faisceau incident de 70 MeV, seulement 20 MeV sont détectés. Cela correspond à une perte d'énergie de 70 MeV - 20 MeV = 50 MeV dans le détecteur. L'énergie déposée dans le détecteur suit la relation : Edétecté = E0 − Eperdu Avec E0 = 70 MeV et Eperdu = 50 MeV, on trouve : 20 MeV = 70 MeV − 50 MeV. En utilisant la distance parcourue par les protons, on déduit que : dE 50 MeV = × 10−3 keV/µm ⇒ x = ≈ 10 mm. [...]

[...] Dans les deux cas, le noyau fils (stable) se trouve dans son état fondamental. Les énergies de liaison B/A des divers isotopes possibles sont données dans le Tableau 6 ci-dessous. Pour le 32 P et le 35 S : Donner les équations de désintégration. Les équations de désintégration sont les suivantes : 32 32 15 P se transforme en 16S avec l'émission d'un électron : 32P 15 Et 35 S 16 se transforme en 35 Cl 17 32 16S + également avec l'émission d'un électron : 35S 16 35 17Cl Calculer l'énergie maximale des β− émis. [...]