RI 2014

[JusteLeblanc]

Bonjour, quelqu'un peut-il m'expliquer comment répondre aux qcms 6 et 7 du poly de RI (annale 2014) et au 10 de l'annale 2015 Purpan du même poly, je pensais avoir bien compris ces parties mais visiblement ce n'est pas le cas...

Merci d'avance !

[Tardhar]

Salut !

Pourrais tu mettre les images de ces QCM s'il te plait, et quels items sont vrais/faux?

 

[Benoiwr]

Salut !

QCM 6, 2014 : 

L'oxygène 15 à une masse atomique plus élevée que l'azote 15. Don l'oxygène 15 se transforme en azote 15, un atome ayant un numéro atomique plus bas que lui (pour O, Z= 8, et pour N, Z=7). C'est donc une transformation beta plus.

A. VRAI, les particules directement ionisantes sont les particules chargées  avec une énergie cinétique supérieure à 13,6 eV, ce qui est le cas des électrons émis par l'oxygène 15 (émetteur beta plus). A l'inverse, les particules indirectement ionisantes sont neutres (photon, neutrons).

B. VRAI, l'oxygène-15 est émetteur beta plus, donc lorsque la particule beta plus (=électron positif) est émise dans la solution, elle va rencontrer un électron négatif et il y aura annihilation : les deux électrons (le négatif et le positif) disparaissent en laissant deux photons gamma de 551 keV.

C. FAUX, la différence de masse entre l'oxygène 15 et l'azote 15 correspond à ce qui a été perdu, c'est à dire la masse de l'électron positif.

La masse de l'électron positif vaut donc 15,00307 uma - 15,00011 uma = 0,00296 uma ce qui vaut à peut près 0,003 uma soit 3.10^-3 uma.

Pour convertir cette masse (uma) en énergie (MeV), tu utilise la formule donnée au tout début de l'annale : 1 uma = 930 MeV

3.10-3 x 930 = 3 x 930 X 10^-3 = 2790 x 10^-3 MeV = 2,790 MeV

Donc la différence énergétique (ou ΔMc²) entre ¹⁵O et ¹⁵N vaut 2,790 MeV.

La formule pour calculer l'énergie cinétique maximale d'une particule beta plus est : Ebeta+ max = ΔMc² - 1,022 MeV (les 1,022 MeV sont partis avec les deux photons gamma).

On applique :  Ebeta+ max  = 2,790 MeV - 1,022 MeV = 1, 668 MeV. C'est très près du 1, 73 MeV proposé en D., étant donné qu'on a fait des arrondissement pour les calculs on comprend que la D. est juste.

D. VRAI, cf C.

E. FAUX, formule de l'énergie cinétique initiale moyenne  de la particule béta plus : Ebeta+ moy  = 0,4 x  Ebeta+ max

Ici 0,4 x 1,73 = 0, 692 calculé à la calculette . de tête a vue de nez ça fait plus 0,6~0,7 donc différent du 1,1 MeV proposé.

[Benoiwr]

QCM 7, 2014 :

A. FAUX, Formule du parcours maximal : Rmax = 1,5 x Rmoyen  et Rmoyen = E(MeV)/2ρ donc Rmax = E(MeV)/2ρ x 1,5.

ATTENTION : Quand on nous demande le parcours maximal, l'energie E mise dans la formule doit être l'énergie maximale des électrons (Ebeta+ max ) ! Par contre, quand on nous demande le parcours moyen, l'énergie E mise dans la formule doit être l'énergie moyenne des électrons (Ebeta+ moy ).

Ici la densité de l'eau vaut 1, c'est-à-dire que ρ = 1 et l'énergie maximale des électrons vaut 1,73 (cf 6D). Donc on applique la formule : Rmax = (Ebeta+ max/2x1 )x1,5 = (1,73/2)x1,5 = 0,86x1,5 = 1,29 cm soit environ 1,3cm comme proposé en B.

B. VRAI, cf A.

C. VRAI, Ici la densité du plomb vaut 11, c'est-à-dire que ρ = 11. Donc on applique la formule : Rmax = (Ebeta+ max/2x11 )x1,5 = (1,73/22)x1,5. Le calcul est un peu compliqué, tu peux bidouiller de plusieurs façon possibles pour trouver une approximation qui t'approcherait plus du résultat de la C ou de la D. Je t'en propose une : 1,73 = 17,3.10^-1 donc ça fait à peu près 17/22, qui est entre 15/20 (en en enlevant un peu) et 20/25 (en en rajoutant un peu), donc entre 3/4 et 4/5, donc entre 0,75 et 0,8. Donc on est sur quelque chose qui vaut 0,8 ou un peu moins. On se souvient que pour transformer 1,73 en 17,3 on avait multiplié par 10^-3, donc on multiplie 0,8 par 10^-3. Si on reprend la formule on en est à Rmax = 0,08 (ou un peu moins) x 1,5 soit environ 0,12 cm (ou un peu moins), soit 1,2mm (ATTENTION AUX UNITES, on ne le répétera jamais assez), ce qui colle avec le 1,2mm proposé.

D. FAUX, cf C.

E. VRAI, Rappel, quand on nous demande le parcours moyen, l'énergie E mise dans la formule doit être l'énergie moyenne des électrons (Ebeta+ moy ), et celle-ci vaut ici 0,6~0,7 MeV (cf calcul 6E).

Donc Rmoyen = (Ebeta+ moy )/2ρ. La densité du plomb vaut toujours 11, donc on a :

Rmoyen = 0,6/22 = 60.10^-2/22 = (60/22).10^-2 = environ 3.10^-2cm = 0,03cm = 0,3 mm (toujours attention aux unités !!)i, ce qui colle avec le 0,31mm proposé ici.

[Benoiwr]

QCM 10, Purpan 2015 :

A. FAUX, CDA = 0,693/µ et ici µ = 1, donc CDA = 0,693 cm, soit environ 0,7cm.

B. FAUX, à 10 CDA, il ne reste qu'environ 1 millième des photons ayant pénétré le matériau (pour n CDA on divise le nombre de photons par 2ⁿ , et 2¹⁰ vaut 1024, soit environ 1000, donc à 10 CDA on a divisé le nombre de photons initial par 1000). 10 CDA ^= 10 x 0,7cm = 7 cm, comme proposé dans la C.

C. VRAI, cf B.

D. FAUX, à 0,7 cm = 7mm (les unités, toujours les unités), il reste encore 50% des photons. Donc il ne peux pas rester 10% des photons à seulement 1mm. Il paraît plus cohérent de penser qu'à 1mm (seulement un septième de la CDA), il reste encore à peu près 90% des photons, comme proposé dans la E.

E. VRAI, cf D.

 

Voilà, j'espère t'avoir aidé ! N'hésite pas si tu as d'autres questions !

Edited November 3, 2020 by Benoiwr

[JusteLeblanc]

Le 03/11/2020 à 03:04, Benoiwr a dit :

QCM 10, Purpan 2015 :

A. FAUX, CDA = 0,693/µ et ici µ = 1, donc CDA = 0,693 cm, soit environ 0,7cm.

B. FAUX, à 10 CDA, il ne reste qu'environ 1 millième des photons ayant pénétré le matériau (pour n CDA on divise le nombre de photons par 2ⁿ , et 2¹⁰ vaut 1024, soit environ 1000, donc à 10 CDA on a divisé le nombre de photons initial par 1000). 10 CDA ^= 10 x 0,7cm = 7 cm, comme proposé dans la C.

C. VRAI, cf B.

D. FAUX, à 0,7 cm = 7mm (les unités, toujours les unités), il reste encore 50% des photons. Donc il ne peux pas rester 10% des photons à seulement 1mm. Il paraît plus cohérent de penser qu'à 1mm (seulement un septième de la CDA), il reste encore à peu près 90% des photons, comme proposé dans la E.

E. VRAI, cf D.

 

Voilà, j'espère t'avoir aidé ! N'hésite pas si tu as d'autres questions !

Ok Merci bcp !