Les Ri finiront par m'avoir

[Shtomal]

Coucou ! 

 

Je reviens de plus belle avec les RI. Pardon d'avance pour ce looooong paragraphe  . Merci pour celui ou celle qui prendra le temps de lire. Et hommage à celui ou celle qui répondra (même partiellement)  à mes questions (pour le temps qu'il/elle mettra).     

 

 

(Si c'est trop long pour être traité sur tutweb, je viendrai les poser à la perm mardi )

(Vous comprendrez que j'ai beaucoup de mal avec les RI, ne me jugez pas si mes questions sont nulles)

 

 

 

A.Transmission de l'énergie du photon incident : 

J'ai noté dans mon cours que quand un faisceau de photon passait dans la matière, seul le nombre de photon pouvait varier (​mais pas l'énergie de chaque photon). C'est à dire que lors de l'interaction d'un photon avec la matière, il cède toute son énergie à la cible. Or dans l'effet Compton, le photon incident cède seulement une partie de son énergie. Je trouve ici une incohérence (et pas parce qu'on parle de Compton héhé)

 

 

B. Diffusions cohérentes : Rayleigh et Thomson : 

1. Est ce que l'énergie du photon incident dans les diffusions cohérentes est complètement absorbée, ou bien il y a un photon diffusé ?
2. Est ce qu'il peut se produire des RX de fluorescence ou électron Auger dans les diffusions cohérentes comme pour PHE ou Compton ?

C. Effet Compton : 

J'ai noté dans mon cours que pour les tissus mous, l'effet Compton est plus probable avec un Z compris entre 10keV et 10MeV. J'ai ensuite noté que la fraction d'énergie transmise à l'électronique était proportionnelle à l'énergie du photon incident. J'ai aussi noté que la probabilité variait en ​sens inverse par rapport à l'énergie du photon incident. Est ce que je me suis trompée dans mes notes ? Je trouve tout ceci en contradiction ... Mais je me trompe certainement  

 

 

D. Effet photoélectrique : 

1. Est ce que le "photo-électron" est bien l'électron émis avec une énergie cinétique (grâce à l'absorption totale de l'énergie du photon incident) ? Donc c'est bien un électron et pas un photon ? 
2. Quand on dit que le photon électron est préférentiellement émis avec un angle de pi/2, on parle bien de l'ange avec le photon incident ? (dans le schéma de la prof, il y a un angle pi/2 avec le photon de fluorescence émis, donc je sais pas trop...). 
3. Est ce que l'effet photoélectrique provoque toujours une ionisation ou bien ça peut être une excitation ? 

 

E. Production de paires/matérialisation : 

1. Il s'agit de l'interaction d'un photon incident avec un proton ? un neutron ? un nucléon (peut importe lequel) ? 
2. Y a t'il un rapport entre l'énergie incidente et l'angle d'éjection du positon et de l'électron ? 

F. Importances relatives des différents effets : 

Que signifie la barre rose dans ce schéma ? 

 

 

G. Interaction macroscopique : 

1. A quoi correspondent les RX de freinage ? Est ce qu'il s'agit des photons émis après l'interaction (PHE, Compton, diffusions?) ? Ou bien il s'agit des photons qui "restent sans avoir interagit" dans le faisceau ? Ou bien c'est l'énergie cédée par l'électron accéléré quand il passe pas loin du noyau (et est donc frénésie par l'interaction colombienne) ? J'imagine qu'il y a bien une proposition vraie dans ce que j'ai dis (j'espère de tout mon coeur), du coup à quoi correspondent les autres propositions ?
2. Quand on parle d'électrons primaires, on parle bien des électrons émis après absorption de l'énergie des photons incidents dans Compton, PHE, etc ? 
3. Comment calculer µ_tr(coefficient massique d'atténuation par transfert d'énergie, qui permet de s'affranchir de l'énergie moyenne transférée aux électrons secondaires) ?
4. Quand on parle "d'électrons secondaires", on parle bien des électrons Auger lors de PHE ? Y a t'il d'autres électrons secondaires dont on a parlé dans le cours ?
5. Je ne comprends pas à quoi sert le coefficient massique d'absorption µ_en ? 
6. Je ne comprends pas le lien entre les différents coefficients d'atténuation cités (µtr, µen, etc) et la section efficace, en terme de définition... Dans un cas, on prend la probabilité que l'interaction produise un effet donné ; et dans l'autre cas, on est dans l'idée d'atténuation ? Est ce que c'est parce qu'on considère que l'atténuation équivaut à la probabilité qu'un effet donné se produise suite à l'interaction du faisceau

H. Section efficace : 

Pour finir (oui oui, bravo si tu es arrivé là), j'ai noté qu'il faut :

• Un mur de 2 mm de plomb pour atténuer de la  radio imagerie
• Un mur de 1 metre de béton pour de la radiothérapie 

 

Est ce que je me suis trompée ? Parce que j'ai bien noté ça mais dans mon esprit, il y avait une correspondance de CDA entre 1m de béton et 2mm de plomb (peu importe si c'était de l'imagerie ou de la thérapie). 

 

 

Voilà, j'ai fini. Merci beaucoup encore pour celui qui m'a lu/qui me répondra. Pardon pour ceux à qui j'ai cassé la rétine. 

 

 

Vive le tutorat, vive la paces, vive les RI ! 

 

 

[Gardinatops]

Coucou !

À) il s'agit là d'un photon dévié, en gros si j'ai bien compris c'est comme un nouveau photon émis lors de l'interaction avec l'électron

 

C) faut que tu visualisds le graphique avec PHE Compton et PP, : Compton va être plus probable entre 10kev et 10mev, sa proba sera plus élevée à 1mev par rapport à PHE, mais elle sera plus basse quand les énergies seront tres hautes et où on favorisera l'effet PP

[Gardinatops]

D 1) oui c'est bie' un electron, le photon est complètement absorbé, et il existe un photon de fluorescence qui apparait lors du réarrangement du cortège

2) la j'avoue je me pose la meme question...

3)si l'électron est éjecté, c'est forcément une ionisation

 

E) alors il me semble que c'est avec un proton, et les reactions photonucleaires sont soit avec un proton soit avec un neutron:)

2) ???

 

Ca représente le 1mev non?

[Gardinatops]

G)1) les électrons incidents qui, passant à proximité du noyau, et par attraction de la force coulombienne font avoir une trajectoire incurvée, mais avec un transfert d'énergie quasiment nul (cf cours). Néanmoins, le peu d'énergie perdue sera émise sous forme de rx de freinage au spectre continu. Donc ta dernière proposition est la bonne

 

H) cela me semble logique car en radiotherapie on utilise des Beta - , mais beaucoup moins si on utilise des rayo's alpha (pr des tumeurs bien ciblées) qui ont un parcours tres court et fini

[Gardinatops]

Je remercie ceux qui sauront répondre aux :

B, E 2) , Et presque tout le G 0:) et qui éclaireront 2 personnes au moins ^^

[Shtomal]

Coucou ! Merci de m'avoir lu et d'avoir répondu

 

Quelques imprécisions sur tes réponses : 

A. En TD, le prof a dit que le photon cédait une partie de son énergie à l'électron. Il a dit ça mot à mot. Et c'est ce qui me pose problème puisqu'un peu plus tôt, on a dit que pour des photon (contrairement aux électrons) ne peuvent pas coder une partie de leur énergie.

 

C. Est ce que ça veut dire que l'énergie incidente ne doit pas être trop petite non plus ? Sinon, on tombe dans PHE ?

 

D.

1) Cool merci parfait 

3) Mais l'électron peut absorber juste assez d'électron pour passer d'une couche électronique à une autre ? Et dans ce cas là on parlera d'excitation et pas d'ionisation ? Est ce qu'on parle toujours d'effet PHE ?

 

E. 

1) Je ne comprends pas ta réponse..

2) Ma question n'était peut être pas claire. En gros, dans la production de pire, un photon interagit avec un nucléon (cf ma question d'avant) et libère (si on peut dire ça comme ça) un électron et un positon de même énergie. Est ce qu'on peut dire qu'il y a un lien entre l'angle  "d'émission" de ces particules et l'énergie du photon incident  cédée au nucléon? (Comme pour PHE)

 

F. Oui mais à quoi ça sert de montrer le 1 MeV. Ca a un intérêt en imagerie ? En thérapie ? 

 

G. 

1) Donc les rayons X de freinage correspondent à l'énergie libérée par les électrons qui, au voisinage du noyau, auront leurs trajectoires modifiées ? Est ce que le spectre est continu parce que il il y aura plusieurs électrons qui vont être freinés différemment par le noyau, donc vont libérer une quantité différente d'énergie ? 

 

H. Donc tu dirais qu'il y a une correspondance entre 2mm de plomb et 2 m de béton ? Donc mes histoire de différence (l'un pour radiothérapie et l'autre pour radioimagerie sont fausses ? 

 

Merci beaucoup pour ta réponse

 

Et toutes les autres réponses sont les bienvenues  

[Gardinatops]

À) tu me mets le doute ahah ... Attends la reponse un tuteur... :/

C) c'est pas vrm qu'on tombe dans PHE, c'est que la probabilité d'avoir l'effet compton sera vrm tres faible pr les energies inférieures à 10kev et que phe sera prépondérant

D3) le principe d'un PHE c'est pas un arrachement d'un électron ...? Si il n'y a pas ionisation ce ne sera pas PHE...

 

E) la pp se fait par interaction avec un proton

2) ah ca alors je sais pas je ne crois pas qu'elle précise mais il me semble en tout cas que leur rayon est égal par rapport a l'axe du photon incident (teta de e+ = téta de e-)

 

F)Je pense pas, puis en imagerie l' energie serait trop élevée ...

 

G)1) oui voilà l'énergie diminue et est transférée vers les rx, quant au pq du comment je sais pas trop, j'aurais tendance a dire qu'il transfère a plusieurd photons des d'énergies différentes qui forment un spectre continu...

 

H) ça me semble un peu ambiguë car ca dépend de l'énergie, du type de particule, de la cible ....

[xoxo-B]

Coucou !! 

Alors, reprenons point par point : 

 

A : C'est le faisceau de photon qui cède une partie de son énergie, donc certains photons donnent toute leur énergie, certain aucune, ce qui se somme pour céder une partie de l'énergie du faisceau entier ! 

 

B : N'oublies pas que dans les diffusions cohérentes, il n'y a PAS de transfert d'énergie !  Donc le photon incident est simplement diffusé (donc pas absorbé), et comme l'atome ne gagne pas en énergie, il ne peut pas y avoir d'électron d'Auger ou autre...

 

C : Effectivement, il faut que tu te réfères à la courbe montrant les probabilité pour chaque effet : la probabilité d'observer un effet Compton est plus forte pour les énergies comprises entre 10keV et 10MeV, dans cette fenêtre, plus le photon aura d'énergie plus il en donnera à l'électron, mais si l'énergie du photon dépasse les 10 MeV, on aura plutôt des PP. En fait, sur la courbe de probabilité ça se traduit par la forme un peu de cheminée que prend l'effet Compton.

 

D : Le photon-électron est bien un électron ! En fait la PHE donne  l'illusion que le photon se "transforme" en électron, d'où ce petit surnom mignon. L'électron est bien émis selon un angle pi/2 avec le photon !! Et effectivement c'est forcément une ionisation puisque l'effet PHE se caractérise par le fait qu'un électron est EJECTE suite à l'intéraction avec un photon, complétement absorbé (d'où cette illusion de transformation)

 

E : C'est l’interaction d'un photon avec un PROTON. Plus l'énergie du photon incident est grande, plus l'angle entre l'électron et le position sera petit (dit toi que plus il y a d'énergie, plus ils vont vite, moins ils se dispersent). Mais il n'y a pas de règle pour l'angle entre le proton et les particules.

 

F : Je pense que la barre rose n'est  la que pour marquer le 1 MeV, pour donner l'ordre de grandeur, mais sans signification majeure particulière ! 

 

G : 1) Les RX de freinage correspondent bien à de l'énergie perdue par le ralentissement de l'électron au voisinage du noyau, par attraction par le champs Coulombien. Le spectre est continu car cette énergie est effectivement variable.

2) Oui, les électrons primaires sont les électrons émis par interaction avec des photons, par oppositions aux électrons émis par la suite, par interaction avec ces électrons primaires ! 

3) On ne te demandera pas de le calculer, et je pense pas qu'on en soit capable à notre niveau et par l'enseignement de notre Mme Cassol adorée... Il faut simplement que tu saches qu'il permet de s'affranchir de l'énergie moyenne cédée aux électrons secondaires. 

4) On n'a pas parlé d'autres électrons secondaires que des électrons d'Auger, mais un electron primaire va à son tour interagir avec la matière et sera susceptible de provoquer des ionisations, et donc d'expulser des électrons secondaires.

5) L'utilisation du coefficient d'absorption massique présente l'avantage de s'affranchir de la valeur de la densité du matériau, qui n'est pas forcément connue de façon précise. Il permet aussi de traiter le cas de matériaux dont la masse volumique varie dans le volume considéré. Mais concrètement toi, tu t'en fous un peu.

6) Exactement, si le faisceau est atténué c'est qu'il a intéragit, donc son atténuation est en lien avec la section efficace = proba d'intéraction. Idem pour l'absoption.

 

H : Les particules utilisées en imagerie auront une énergie bien moindre qu'en thérapie, donc il faudra plus d'épaisseur en thérapie qu'en imagerie ! Quand à la différence de matériau, je pense que c'est lié au type de particule employé en imagerie ou en thérapie, mais je pourrais pas te le développer plus que ça....

 

Voila en espérant t'avoir un peu aidé !! Bises tutoresques et bon courage  

[mathias_gambas]

Bonsoire, j'arrive après la bataille, je vais essayer de synthétiser ce que vous avez dit ; 

 

 

 

A. Transmission de l'énergie du photon incident et effet Compton. 

 

Je pense que ce que tu dis (et ce que le cours dit) est totalement juste et l'effet Compton est effectivement incohérent, d'où sa classification dans les diffusions incohérentes. 

 

 

 

B. Diffusion cohérentes : Rayleigh et Thomson. 

 

1. Attention, pour ces diffusion il n'y a pas de transfert d'énergie, et le cours ne parle pas de diffusion de photon tierce. Simplement que l'onde incidente continue sa diffusion. 

 

2. Le cours ne le dit pas, donc non. Je te propose de regarder cet article Wikipédia (très court) qui m'a aidé à te répondre ; tu verras que la diffusion cohérente n'est pas un événement très spectaculaire : https://fr.wikipedia.org/wiki/Diffusion_Thomson

 

 

 

C. Effet Compton 

 

Tes notes sont justes. Il faut effectivement les coupler au diagramme des effets électriques. Au delà des bornes données par le cours, les probabilités d'avoir un effet Compton diminuent au profit de l'effet PHE ou l'effet PP. 

 

 

 

D. Effet photoélectrique

 

1. Oui le photoélectron est un électron. D'après l'internet la définition de photoélectron est : " électron émis sous l'effet d'un rayonnement lumineux "

 

2. Oui l'angle pi/2 correspond à l'angle entre la direction du photon et la direction du photo-électron
   bien vu sur le schéma

 

3. Dans l'effet PHE, un atome est arraché au cortège électronique : l'atome est ionisé. C'est tout, les excitations ne rentrent pas dans la définition de l'effet PHE. 

 

 

 

E. Production de paire, matérialisation.

 

1. La production de paire, ou matérialisation correspond à l'interaction d'un photon avec le champ électrique du noyau. 
Il me semble qu'elle l'avait re-expliqué lors d'une séance de réponse aux questions 

 

2. Selon mes notes, l'angle d'éjection diminue quand l'énergie du photon augmente. 

 

 

 

F. Diagramme des importances relatives des effets.

 

Aucune idée, peut-être à marquer clairement la valeur 1, car l'abscisse est en échelle logarithmique. 

J'aime beaucoup le rose. 

 

 

 

G. Interaction macroscopique. 

 

1. Les rayons X de freinage correspondent à l'interaction des électrons avec les noyaux. Je crois que ta dernière proposition se rapproche de la vérité : quand l'électron passe proche du noyau, il est freiné, et perd une quantité d'énergie en émettant ces RX. 
Peut-être que wikipédia pourra t'éclairer plus précisément : https://fr.wikipedia.org/wiki/Rayonnement_continu_de_freinage en tout cas, le concours ne demande pas des explications trop précises et complexes.

 

 

2. En survolant mon cours, je  vois  les électrons primaires seulement dans les détecteurs à scintillations : ils correpondent aux premiers électrons renvoyés par la première dynode. Mais je me trompe peut-être. Je ne les vois pas dans le cours sur les RII.  

 

 

3. Aucune idée, as-tu un exemple de QCM ou on te demande de le calculer? En tout cas retient sa définition et sa corrélation avec le coefficient massique d'absorption µ_en : µ_en =  µ_tr (1-g)

 

 

4. Selon moi, les électrons secondaires correspondent aux électrons ionisant issus de l'interaction d'un photon avec la matière. Dans l'effet PHE, l'électron secondaire est le photo-électron ; dans l'effet Compton, c'est l'électron diffusé ; dans la production de paire, c'est l'électron matérialisé. 

 

 

5. Le coefficient massique d’absorption est en quelque sorte une "amélioration" du coefficient d'atténuation par transfert d'énergie : il est propre au volume de l'atome. Elle permet de quantifier l'énergie qui est effectivement absorbée dans le volume de l'atome. Et elle ne comprend pas l'énergie dissipée pour l'émission des RX de freinage, qui eux, sortent du volume.  µ
En tout cas, c'est comme ça que je me l'expliquais. 

 

 

6. Je n'arriverais pas à corréler les probabilités avec des coefficients d'atténuation/ absorption (en tout cas pas ce soir). Es-tu sûre qu'il y a un lien logique entre ces deux dimensions ? 

 

 

 

H. Section efficace

 

 

Alors là aussi, ça me dit rien, mais si tu l'as noté c'est que ça doit être juste. Cela correspond peut-être à des normes réellement présentes dans les hôpitaux, que la prof vous a donné. En tout cas, ça ne doit pas remettre en cause tes calculs de CDA. 

 

 

 

 

 

 

Voilà, j'ai essayé de faire au mieux avec, en espérant ne m'être trompé nul part, si tu vois des incohérences, n'hésite pas à me corriger ! 

(parle pas de rétine, je préférais l'optique) 

 

 

BNnnn

 

[Shtomal]

Coucou merci à tous pour vos réponses tout aussi complètes que rapides. 

 

 

Il y a des points qui me semblent différents niveaux points de vue (xoxo-B et Mathias_gambas) (ou alors je n'ai pas compris aha)     : 

 

A. 

• Xoxo-B explique que le faisceau incident cède une partie de son énergie. Donc que les photons à l'état unitaire ne donnent pas une partie de leurs énergie. 
• Au TD, le prof nous avait raconté que justement, c'était le photon unitaire qui cédait une partie de son énergie à l'électron. (On lui avait expliquait la définition dR=NdE+EdN avec dE=0 donc dR = EdN, et il nous avait dit qu'il ne savait pas pourquoi ça allait à l'encontre de l'effet Compton). 
• Ca rejoint peut être ce qu'à dit Mathias_Gambas. Compton est une diffusion "incohérente". Le mot incohérent renvoie peut être à cette discorde. 

 

D. 

L'angle pi/2 est donc bien l'angle entre le photoélectron et le photon incident ? En rouge sur mon schéma ? 

 

E. 

Xoxo-B explique que l'effet de métérialisation se fait par l'interaction d'un photon sur un proton. Mathias_Gambas explique que c'est l'interaction d'un photon sur le cortège électronique...  

 

G. 

J'ai compris l'histoire de base des RX de freinage. Mais il me reste un truc que je ne comprends pas.

 

Pour qu'un spectre soit continu, il faut qu'il y ait plusieurs sources de photon. Ici, on peut considérer qu'il y a plusieurs électrons qui vont être ralentit au voisinage du noyau ; et que ces différents électrons vont céder différentes énergies (photons X) constituant le spectre continu. 

 

Est ce qu'on considère qu'il se produit plusieurs effet PHE ou Compton sur le même atome ? Donc plusieurs électrons éjectés (et ralentis au voisinage du noyau) sur la même période de temps ?

 

Dans ma tête je visualise surtout une interaction qui éjecte un électron, qui va être ralentit une fois au voisinage du noyau (donc un photon X de freinage émis).

 

J'imagine que ce même électron peut être ralentit plusieurs fois émettant plusieurs rayon X de freinage différents (d'où le spectre continu).  Et je peux même imaginer (mais il me faudra confirmation) que plusieurs interactions sont possibles (et c'est ce qu'on cherche à faire) au sein du même atome, d'où encore plus spectre continu...

 

 

 

C'est tout ! Merci encore pour votre aide ! 

[xoxo-B]

Coucou !! 

Alors,

• pour la A : moi je ne comprenais non plus comment un photon pourrait céder une partie de son énergie, pour moi c'est pas possible... C'est pour ça que j'ai toujours considéré que c'était un faisceau, mais peut être que je me trompe et effectivement comme Mathias le dit, c'est juste incohérent ! 
•  
• Oui, l'angle pi/2 correspond bien à l'angle entre le photon INCIDENT et le photoelectron.
•  
• La production de paire correspond à l'interaction du photon avec le NOYAU !! Après recherche plus poussée, j'ai trouvé plus précis : Les photons gamma de haute énergie se matérialisent principalement en passant à proximité de la charge électrique des noyaux avec lesquels ils interagissent.
•  
• Je pense que le noyau par lequel l'electron va être ralentit n'est pas forcément celui de l'atome ayant subit un PHE ou Compton ! En fait, par exemple, un atome va subir un effet PHE par interaction avec un photon --> un électron est éjecté --> il se balade dans la matière  --> il croise un noyau qui le ralentit --> RX de freinage

 

J'espère qu'on ne t'a pas plus embrouillé qu'aidé... Bon courage !! Bises <3

[Shtomal]

Cooooool merci ! Non vous m'avez carrément plus aidé qu'embrouillé (vous ne m'avez pas embrouillé du tout) ! 

 

Merci beaucoup pour votre temps et vos explications.. 

 

Je vais mettre l'un ou l'autre en meilleur réponse même si c'est vous deux ensemble (+ pépé98) qui m'avez aidé (quel dommage de ne pas pouvoir mettre plusieurs meilleurs réponses) ! Merci