Les rayons X sont une forme de rayonnement électromagnétique à haute fréquence constitué de photons dont l'énergie varie d'une centaine d'eV (électron-volt), à plusieurs MeV[1].
Ce rayonnement a été découvert en 1895 par le physicien allemand Wilhelm Röntgen, qui a reçu pour cela le premier prix Nobel de physique ; il lui donna le nom habituel de l'inconnue en mathématiques, X. Il est naturel (cosmologie, astronomie) ou artificiel (radiologie) et alors résulte du bombardement d'électrons sur une cible généralement en tungstène. La principale propriété des rayons X est de traverser la matière en étant partiellement absorbés en fonction de la densité de celle-ci et de l'énergie du rayonnement, ce qui permet d'avoir une information sur l'intérieur des objets qu'ils traversent.
Les rayons X sont une des modalités
Intégration des TICE dans l'enseignement de la Physique-Chimie.pptx
Rayons X.ppt
1. IAEA
International Atomic Energy Agency
Bases de Physique Nucléaire - 3
Modes de désintégration radioactive
et les types de rayonnement
Jour1 – Leçon 3
2. IAEA
Objectif
Comprendre les modes de désintégrations
radioactives et types de rayonnement
Apprendre davantage la structure atomique
de base; alpha, bêta et émission gamma;
émission de positons; les différences entre
les rayons gamma et les rayons X; capture
d'électron orbital; et la conversion interne
2
3. IAEA
Contenu
La structure atomique de base et isotopes
Désintégrations alpha et béta émission gamma
Spectre de décroissance
Différences entre les rayons gamma & rayons- x
Emission de Positons
Capture de l’électron Orbital
Conversion Interne
3
7. IAEA
Isotopes
Le nombre de protons
détermine l’élément.
Les éléments du même
nombre de protons mais
un nombre de neutrons
différents sont appelés
des isotopes.
Certains isotopes sont
radioactifs.
8. IAEA
Décroissance radioactive
Changements spontanés dans le noyau d'un
atome instable
Résultat est la formation d’un nouveau
élément
Accompagné par une libération d'énergie,
soit sous forme de particule ou de
rayonnement électromagnétique ou les deux
L’instabilité nucléaire est liée au fait que le
rapport N/P est trop élevé ou trop bas
8
10. IAEA
Désintégration Alpha
Émission d'un noyau d'hélium très énergique
par le noyau d'un atome radioactif
Se produit lorsque le rapport N/P est trop
faible
Résultat d’un produit de désintégration qui a
un numéro atomique moins 2 que celui du
père et un nombre de masse moins 4 par
rapport à celui du père
Les particules alpha sont mono-énergétique
10
13. IAEA
Exemple de Désintégration Alpha
226Ra se désintègre par émission alpha
Lorsque le 226Ra se désintègre, la masse
atomique décroit de 4 et le numéro atomique
décroit de 2
Le numéro atomique définit l'élément, donc
l'élément change du radium au radon
226Ra 222Rn + 4He
2
86
88
13
14. IAEA
Désintégration Bêta
Emission d’un électron par le noyau d’un
atome radioactif ( n p+ + e-1 )
Ce processus se produit lorsque le
rapport N/P est trop élevé (c'est à dire, un
surplus de neutrons)
Les particules bêta sont émises sous
forme d’un spectre d'énergies continu
(contrairement à des particules alpha)
14
20. IAEA
Emission de Positon (Bêta+)
Elle se produit quand le rapport N/P est
trop faible ( p+ n + e+ )
Emet un positon (particule bêta dont la
charge est positive)
Il en résulte l’émission de 2
rayonnements gamma (plus d’info sur ça
plus loin)
20
26. IAEA
Capture d’un électron Orbital
Appelée aussi capture K
Elle se produit lorsque le rapport N/P est
trop faible
C’est une forme de désintégration en
compétition avec l’émission du positon
Un électron de la couche orbital est capturé
par le noyau: e-1 + p+1 n
Résultat est l’émission d’une raie-x
caractéristique
26
32. IAEA
Emission du rayonnement Gamma
Radiations mono-énergétiques émises par le
noyau d'un atome excité qui suit une
désintégration radioactive
Noyau se débarrassant de son excès d’énergie
Possède des énergies caractéristiques qui
peuvent être utilisées pour identifier le
radionucléide
Formes excitées de radionucléides souvent
désignées comme «métastables », exemple
99mTc. Ces radionucléides sont appelés aussi
“isomères”
32
36. IAEA
Conversion interne
Processus alternatif par lequel le noyau
excité d'un isotope émet des rayons gamma
en se débarrassant de l'énergie d'excitation
Le noyau émet un rayonnement gamma qui
interagit avec un électron orbital. Cet
électron est en suite éjecté de l'atome
Les rayons X caractéristiques sont émis
quand les électrons orbitaux extérieurs
comblent les postes vacants laissés par les
électrons de conversion 36
37. IAEA
Conversion interne
Ces rayons-x caractéristiques peuvent eux
mêmes être absorbés par les électrons
orbitaux éjectés
Ces électrons éjectés sont appelés
électrons Auger et ils ont une très petite
énergie cinétique
37
39. IAEA
Résumé du Mécanisme de Décroissance Radioactive
Mode
dedésintégrati
on
Caractéristiques
du Radionucléide
Père
Changement du
Numéro
Atomique (Z)
Changement
de la Masse
Atomique Commentaires
Alpha
Pauvre en
Neutron
-2 -4 Alphas Monoénergetique
Beta
Riche en
Neutron
+1 0 Spèctre d’Energie Beta
Positron
Pauvre en
Neutron
-1 0 Spèctre d’Energie Positon
Capture
Electronique
Pauvre en
Neutron
-1 0
Capture-K; X-rays
caractéristique Emitise
Gamma
Etat d’Energy
Excité
Aucun Aucun
Gammas
Monoénergétique
Conversion
Interne
Etat d’Energie
Excité
Aucun Aucun
Ejecte Electrons Orbitaux;
x-rays caractéristiques et
électron Auger émis
39
40. IAEA
Résumé
Les bases de la structure atomique étaient
décrites
Les isotopes ont été définis
Les modes de désintégration radioactive
ont été discutés (y compris alpha, béta,
gamma, émission de positon, capture de
l’électron orbital, et la conversion interne)
L’ionisation a été définie
La production de rays-X et la différence
entre les rayons gamma et les rayons X ont
été décrites
40
41. IAEA
Où obtenir plus d’information
Cember, H., Johnson, T. E, Introduction to
Health Physics, 4th Edition, McGraw-Hill, New
York (2009)
International Atomic Energy Agency,
Postgraduate Educational Course in Radiation
Protection and the Safety of Radiation Sources
(PGEC), Training Course Series 18, IAEA,
Vienna (2002)
41
