Exercice n°1 On considère un faisceau d’électron d’énergie

1. Calcul du TEL du platine Exercice n°1 On considère un faisceau d’électron d’énergie 100 keV. Sachant que la distance parcourue dans le platine par ce faisceau est de 20 µm, calculer le TEL du platine pour ce faisceau. Cocher la valeur la plus proche A- 5 keV/µm B- 20 keV/µm C- 40 keV/µm D- 200 keV/µm E- 1000 keV/µm d = 20 m E = 100 keV A- 5 keV/m TEL = 5 keV/m UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°3

2. Calcul de l’énergie du faisceau Exercice n°2 Soit un faisceau d’électrons de longueur de pénétration (portée) égale à 5.10-2 m dans l’eau. Calculer l’énergie du faisceau. Cocher la (ou les) proposition(s) vraie(s) A- 10 eV B- 1.104 eV C- 1.107 eV D- 16.10-13 J E- 16.10-19 J profondeur de pénétration dans l’eau L = 5.10-2 m = 5 cm E = 2 x L E = 2 x 5 = 10 E = 10 MeV = 10.106 eV = 1.107 eV 1 MeV = 1.106 eV 1 MeV = 1,6.10-13 J E = 16.10-13 J UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°3

3. Épaisseur de plomb ? Exercice n°3 Pour se protéger des rayons  produits par le technétium-99, une infirmière utilise un protège seringue en plomb. Sachant que la couche de demi-atténuation du plomb pour les rayons  produits est de 0,4 mm, déterminer l’épaisseur de plomb du protège-seringue pour avoir une atténuation d’un facteur 100. Cocher la proposition la plus proche A- 0,7 mm. B- 1,4 mm. C- 2,7 mm. D- 3,4 mm. E- 4,7 mm. • 3 méthodes CDA = 0,4 mm N = N0/100 x = 2,8 mm UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°3

4. Épaisseur de plomb ? N(x) Exercice n°3 Pour se protéger des rayons  produits par le technétium-99, une infirmière utilise un protège seringue en plomb. Sachant que la couche de demi-atténuation du plomb pour les rayons  produits est de 0,4 mm, déterminer l’épaisseur de plomb du protège-seringue pour avoir une atténuation d’un facteur 100. Cocher la proposition la plus proche A- 0,7 mm. B- 1,4 mm. C- 2,7 mm. D- 3,4 mm. E- 4,7 mm. N0/100 CDA 2,7 N0/2 N0 0 1 2 3 4 5 mm UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°3

5. Épaisseur de plomb ? Exercice n°4 On place un écran de nature inconnu et de 4,2 cm d’épaisseur devant une source radioactive. On constate alors une atténuation d’un facteur 8 du nombre de photons transmis. matériau fer aluminium µ (cm -1) 0,5 1 Cocher la (ou les) proposition(s) vraie(s) A- La CDA du matériau constituant l’écran vaut 0,7 cm. B- La CDA du matériau constituant l’écran vaut 1,4 cm. C- La CDA du matériau constituant l’écran vaut 2,1 cm. D- L’écran est constitué d’aluminium. E- L’écran est constitué de fer. x = 4,2 cm N = N0/8 2x/CDA = 8 = 23 CDA = x/3 = 4,2 / 3 x/CDA = 3 CDA = 1,4 cm µ = 0,5 cm – 1 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°3

6. Exercice n°5 (cc 2011-12) Le graphe, ci-dessous, présente la variation du nombre de coups par minute enregistrés en fonction de l’épaisseur de 2 types d’écran (A et B) pour une source identique. On supposera que ces mesures sont réalisées dans les mêmes conditions. Question 1 Cocher la (ou les) proposition(s) vraie(s) A- Le coefficient d’atténuation linéique de l’écran A est de 0,25 cm – 1. B- La CDA de l’écran B est de 5 cm. C- Il faut 2,8 cm d’écran A pour diminuer par 4 le nombre de coups par minute enregistrés. D- A épaisseur égale, l’écran A absorbe plus que l’écran B. E- Aucune des propositions ci-dessus. CDA = 2,8 cm N0/2 N0 CDA ? • Coef. d’atténuation écran A ? µ = 0,25 cm – 1 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°3

7. Exercice n°5 (cc 2011-12) Le graphe, ci-dessous, présente la variation du nombre de coups par minute enregistrés en fonction de l’épaisseur de 2 types d’écran (A et B) pour une source identique. On supposera que ces mesures sont réalisées dans les mêmes conditions. Question 1 Cocher la (ou les) proposition(s) vraie(s) A- Le coefficient d’atténuation linéique de l’écran A est de 0,25 cm – 1. B- La CDA de l’écran B est de 5 cm. C- Il faut 2,8 cm d’écran A pour diminuer par 4 le nombre de coups par minute enregistrés. D- A épaisseur égale, l’écran A absorbe plus que l’écran B. E- Aucune des propositions ci-dessus. CDA = 5 cm N0/2 N0 CDA ? • CDA écran B ? CDA = 5 cm UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°3

8. Exercice n°5 (cc 2011-12) Le graphe, ci-dessous, présente la variation du nombre de coups par minute enregistrés en fonction de l’épaisseur de 2 types d’écran (A et B) pour une source identique. On supposera que ces mesures sont réalisées dans les mêmes conditions. Question 1 Cocher la (ou les) proposition(s) vraie(s) A- Le coefficient d’atténuation linéique de l’écran A est de 0,25 cm – 1. B- La CDA de l’écran B est de 5 cm. C- Il faut 2,8 cm d’écran A pour diminuer par 4 le nombre de coups par minute enregistrés. D- A épaisseur égale, l’écran A absorbe plus que l’écran B. E- Aucune des propositions ci-dessus. N0/4 N0 5,6 cm N0/4 = 5000 • Epaisseur écran A pour diviser par 4? x = 5,6 cm UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°3

9. Exercice n°5 (cc 2011-12) Le graphe, ci-dessous, présente la variation du nombre de coups par minute enregistrés en fonction de l’épaisseur de 2 types d’écran (A et B) pour une source identique. On supposera que ces mesures sont réalisées dans les mêmes conditions. Question 1 Cocher la (ou les) proposition(s) vraie(s) A- Le coefficient d’atténuation linéique de l’écran A est de 0,25 cm – 1. B- La CDA de l’écran B est de 5 cm. C- Il faut 2,8 cm d’écran A pour diminuer par 4 le nombre de coups par minute enregistrés. D- A épaisseur égale, l’écran A absorbe plus que l’écran B. E- Aucune des propositions ci-dessus. VRAI • Ecran A absorbe plus écran B? UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°3

10. Exercice n°5 (cc 2011-12) Le graphe, ci-dessous, présente la variation du nombre de coups par minute enregistrés en fonction de l’épaisseur de 2 types d’écran (A et B) pour une source identique. On supposera que ces mesures sont réalisées dans les mêmes conditions. Question 2 On superpose un écran A d’épaisseur 2,8 cm suivi d’un écran B d’épaisseur 2,5 cm. Déterminer le nombre de coups par minute enregistré par le compteur. Cocher la valeur la plus proche A- 4000 cpm. B- 5000 cpm. C- 7100 cpm. D- 8000 cpm. E- 10150 cpm. ECRAN B ECRAN A 7100 • Cpm avec écran A et écran B ? CDAA = 2,8 cm CDAB = 5 cm • graphiquement • Par le calcul : après écran A 10000 cpm  7100 cpm UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°3

11. Nombre de h reçus ? exercice n°6 (concours 2011-12) Un détecteur de surface d’entrée 3,14 cm2, est placé à 20 cm d’une source émettant de façon isotrope 32000 photons par seconde. Calculer le nombre de photons reçus chaque seconde par le détecteur (on négligera l’atténuation des photons dans l’air). Cocher la valeur la plus proche A- 20. B- 100. C- 200. D- 1000. E- 2000. 32000 h/s détecteur 20 cm S = 3,14 cm2 nreçus(t) = nombre de h reçus / s némis(t) = nombre de h émis / s G = facteur géométrique nreçus(t) = 20 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°3

12. Composition du faisceau après 30 cm ? Exercice n°7 données : CDAbéton = 15.10 – 2 m pour les photons d’énergie 500 keV CDAbéton = 10.10 – 2 m pour les photons d’énergie 50 keV Un faisceau de photons est composé de 20 % de photons A d’énergie 500 keV et de 80 % de photons B d’énergie 50 keV. Quel est sa composition après la traversée d’un mur de 30 cm de béton ? Cocher la valeur la plus proche A- 20% de A et 80% de B. B- 33% de A et 66% de B. C- 50% de A et 50% de B. D- 75% de A et 25% de B. E- 100% de A. nombre de photons A restant CDAA = 15 cm x = 30 cm = 2.CDAA NA0 = N0x0,2 NA = 0,05N0 nombre de photons B restant ?%A 33%A CDAB = 10 cm x = 30 cm = 3.CDAB NB0 = N0x0,8 80%B NB = 0,1N0 pourcentage de A restant pour x = 30 cm 20%A UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°3

13. S graphique ! 1 Exercice n°8 (2011-12) Une culture cellulaire de 108 bactéries est exposée à des rayonnements a. La dose létale moyenne D0 de cette population cellulaire, dans ces conditions d’irradiation, est de 5 Gy. La dose d’irradiation laissant 8.107 cellules survivantes est : Cochez la réponse la plus proche. A - 1 Gy B - 1,6 Gy C - 3,5 Gy D - 5 Gy E - 7 Gy x S = 0,8 x 0,1 S = 0,37 0 1 2 D (Gy) 5 D = 1 Gy • N0 = 1.108 cellules 2 points pour le graphe : N = 8.107 cellules S = 1 pour D = 0 Gy S = 0,37 pour D0 = 5 Gy S = 0,8  D = 1 Gy UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°2

14. Calcul: Exercice n°8 (2011-12) Question 1 Une culture cellulaire de 108 bactéries est exposée à des rayonnements a. La dose létale moyenne D0 de cette population cellulaire, dans ces conditions d’irradiation, est de 5 Gy. La dose d’irradiation laissant 8.107 cellules survivantes est : Cochez la réponse la plus proche. A - 1 Gy B - 1,6 Gy C - 3,5 Gy D - 5 Gy E - 7 Gy • N0 = 1.108 cellules N = 8.107 cellules  D = - D0.lnS D0 = 5 Gy et S = 0,8 = 8.10-1 D = – 5 ln (8.10-1) = – 5 [ln8 – ln10] D = – 5 [ln23 – ln10] = – 5 [3ln2 – ln(2 x5)] D = – 5 [3ln2 – ln2 – ln5] = – 5 [2ln2 – ln5] D = – 5 [2x0,7 – 1,6] = – 5 [1,4 – 1,6] = 1 Gy D = 1 Gy UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°2

15. Exercice n°8 (2011-12) Question 2 Une culture cellulaire de 108 bactéries est exposée à des rayonnements a. La dose létale moyenne D0 de cette population cellulaire, dans ces conditions d’irradiation, est de 5 Gy. Cochez la (ou les) propositions exacte(s). A - Une dose de 5 Gy laisse 3,7.107 cellules survivantes. B - Une dose de 5 Gy laisse 2,7.108 cellules survivantes. C - Une dose de 10 Gy ne laisse aucune cellule survivante. D - Quand le taux de survie est de 0,2 il y a 2.107 cellules survivantes. E - Aucune des propositions ci-dessus. S = taux survie D0 = dose létale moyenne = 5 Gy = dose pour laquelle de taux de survie est de 0,37 N0 = 108cellules et S = 0,37  N = 108 x 0,37 = 3,7.107 N = 3,7.107 cellules survivantes  A juste  B faux UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°2

16. S D = 10 Gy Exercice n°8 (2011-12) Question 2 Une culture cellulaire de 108 bactéries est exposée à des rayonnements a. La dose létale moyenne D0 de cette population cellulaire, dans ces conditions d’irradiation, est de 5 Gy. Cochez la (ou les) propositions exacte(s). A - Une dose de 5 Gy laisse 3,7.107 cellules survivantes. B - Une dose de 5 Gy laisse 2,7.108 cellules survivantes. C - Une dose de 10 Gy ne laisse aucune cellule survivante. D - Quand le taux de survie est de 0,2 il y a 2.107 cellules survivantes. E - Aucune des propositions ci-dessus. 1 Calcul: D = 10 Gy et D0 = 5 Gy  S = e-2  0 0,1 Graphe: x x 0 1 2 D (Gy) 0,135 10 D = 10 Gy  S = 0,135  0  C faux 5 UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°2

17. Exercice n°8 (2011-12) Question 2 Une culture cellulaire de 108 bactéries est exposée à des rayonnements a. La dose létale moyenne D0 de cette population cellulaire, dans ces conditions d’irradiation, est de 5 Gy. Cochez la (ou les) propositions exacte(s). A - Une dose de 5 Gy laisse 3,7.107 cellules survivantes. B - Une dose de 5 Gy laisse 2,7.108 cellules survivantes. C - Une dose de 10 Gy ne laisse aucune cellule survivante. D - Quand le taux de survie est de 0,2 il y a 2.107 cellules survivantes. E - Aucune des propositions ci-dessus. S = 0,2 N0 = 108cellules  N = N0 x S = 108 x 0,2 = 2.107  N = 2.107 cellules survivantes  D juste UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°2

18. La dose d’irradiation est inversement proportionnelle au carré de la distance qui sépare le technicien de la source. Exercice n°9 (2011-12) Un technicien doit préparer une solution contenant de l’iode-123 pour une scintigraphie. Il se situe à 3 mètres de la solution radioactive non protégée durant la 1ère étape de cette préparation, puis s’en approche à 30 cm pour prélever l’activité nécessaire. Quand il se rapproche et prélève l’activité : Cochez la (ou les) propositions exacte(s). A - Le débit de dose auquel il est exposé est multiplié par 2. B - Le débit de dose auquel il est exposé est multiplié par 10. C - Le débit de dose auquel il est exposé est multiplié par 100. D - Un écran, disposé au moment du prélèvement, ayant un facteur d’atténuation de 100, lui permettra de ne pas augmenter son exposition. E - Aucune des propositions ci-dessus. d1 = 3 m d2 = 30 cm = 0,3 m  C juste Plus rapide: Ecran ayant un facteur d’atténuation de 100 :  D juste UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°2

19. Exercice n°10 Pour réaliser une tomographie par émission de positons (TEP), on injecte à un patient un radiopharmaceutique marqué au fluor-18, émetteur b+ . Le personnel médical est exposé au cours de cet examen à une irradiation à proximité du patient. A 1 mètre de celui-ci, le débit de dose est de 30 mSv.h-1 . Le parcours des b+ émis par 18F dans les milieux biologiques est de 2,6 mm. 1 - A quels rayonnements le personnel médical est-il exposé ? 2 - Quelle dose reçoit-t-on pendant 10 min à 1m du patient ? 3 - A quelle distance du patient l’exposition est elle réduite à 6 mSv.h-1? • 1 - A quels rayonnements le personnel • médical est-il exposé ? • Le parcours des b+ émis par 18F dans les • milieux biologiques est de 2,6 mm. • A l’extérieur du patient, uniquement • photons de 0,511 MeV. 2 - Dose reçue-pendant 10 min à 1 m du patient ? La dose reçue est proportionnelle au temps d’exposition. A 1 m: 30 Sv en 60 min E (Sv) en 10 min E = 5 mSv en 10 min, à 1 m UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°2

20. Exercice n°10 Pour réaliser une tomographie par émission de positons (TEP), on injecte à un patient un radiopharmaceutique marqué au fluor-18, émetteur b+ . Le personnel médical est exposé au cours de cet examen à une irradiation à proximité du patient. A 1 mètre de celui-ci, le débit de dose est de 30 mSv.h-1 . Le parcours des b+ émis par 18F dans les milieux biologiques est de 2,6 mm. 1 - A quels rayonnements le personnel médical est-il exposé ? 2 - Quelle dose reçoit-t-on pendant 10 min à 1m du patient ? 3 - A quelle distance du patient l’exposition est elle réduite à 6 mSv.h-1? 3 - A quelle distance du patient l’exposition est elle réduite à 6 mSv.h-1? Atténuation des photons par la distance: E1 = 30 Sv/h pour d1 = 1 m E2 = 6 Sv/h pour d2 = ? m d2 = 2,3 m UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°2

21. Exposition à 1 mètre: Exercice n°11 Considérons une situation anormale où un technicien se situerait à 2,5 mètres d’une source scellée de cobalt-60, émetteur g, non protégée. L’activité de la source de 60Co est ici de 1011 Bq. Le débit de dose délivrée par 1 Bq de 60Co, à 1 mètre, est de 3.10-13 Sv.h-1. Au bout de combien de temps son dosimètre opérationnel enregistrera-t-il un dose reçue de 2 mSv ? E1 = 1011 x 3.10-13 = 3.10-2 Sv.h-1 E1 = 30 mSv.h-1 Exposition à 2,5 mètres: Atténuation des photons par la distance: E1 = 30 mSv/h pour d1 = 1 m E2 = ? mSv/h pour d2 = 2,5 m A 2,5 m: 4,8 mSv en 60 min 2 mSv en t ? min t = 25 min UE3A : corrigé feuilles d'exercices n°2