Radioactivité et electronvolt

[invite43961a92]

Bonsoir a tous,
je bloque sur quelques questions d'un exercice:

Résumé de l'énoncé:
Krypton 81m avec Z=36 et période de 13 seconde.Il est produit a partir du Rubidium 81 par transformation radioactive Beta+.L'énergie du photons émis par le Kr81m est de 190kev.Le Krypton est un gaz radioactif utilisé en médecine pour étudier le compartiment aérien des poumons.

1)Ecrire les réactions de désintégration du Rubidium 81 (2points) et du Krypton 81m(1points)

Déjà la je ne comprend pas , car pour moi il n'y a qu'une réaction:
Rub(A=81,Z=36)--->Kr(A=81m,Z=35) + e(0,+1)positons correspondant a une émissions Beta +


2)A quoi faut il en général coupler l'exploration réalisé pour obtenir un examen de médecine nucléaire complet , permettant de répondre a la question clinique posé.

Surement question de cours mais je n'ai rien trouvé dans mon cours....


3)Calculer l'énergie , en joules , reçu en 3 min par une gamma camera détectant une activité constante de 40 MBq de Kr 81 m.

J'ai fais le calcul mais mon résultat me parait fort bizarre....


4)Expliquer le principe de la transformation d'un signal photonique(photons émis par le Kr 81m inhalé par le patient) en un signal électrique.

Absolument rien trouvé dans mon cours non plus.


(Il y avait pas mal d'autres questions mais je suis sur d'avoir bon,on nous donne avec un formulaire avec la constant de Planck etc etc...)
-----

[invite3938cc4a]

1)Ecrire les réactions de désintégration du Rubidium 81 (2points) et du Krypton 81m(1points)

Déjà la je ne comprend pas , car pour moi il n'y a qu'une réaction:
Rub(A=81,Z=36)--->Kr(A=81m,Z=35) + e(0,+1)positons correspondant a une émissions Beta +

Il s'agit de Krypton 81m, le m signifie metastable.
de plus un peu plus loin on te parle d'un photon, ca devrait te mettre sur la piste...
dans la desintegration du Rubinium, tu as oublié le neutrino

3)Calculer l'énergie , en joules , reçu en 3 min par une gamma camera détectant une activité constante de 40 MBq de Kr 81 m.

1 Bq =1 desintegration par seconde.
si tu connais l'energie deposee lors de chaque desintegration...

[invite43961a92]

le neutrino???


sinon pour le photon c'est donc une émission gamma??qui permet de retrouver son etat de stabilité???


V=1/T = 1/13=0,07692 Hz
E=hv=(6,6x10^-34)x(0,07692)=(5,07x10^-35) J
N=R/lambda=(4x10^7)/0,053=(7,5x10^8)

(5,07x10^-35)x(7,5x10^8)=(3,82x10^-26)
multiplié par les 180 secondes =(6,88x10^-24)
???

[invite3938cc4a]

le neutrino???

oui dans la desintegration beta+ il y a 3 corps dans l'etat final, dont un neutrino.

sinon pour le photon c'est donc une émission gamma??qui permet de retrouver son etat de stabilité???

oui

V=1/T = 1/13=0,07692 Hz
E=hv=(6,6x10^-34)x(0,07692)=(5,07x10^-35) J

non, mais alors pas du tout !
l'energie du photon t'es donnée dans l'enonce !!
il suffit de la convertir en Joule et le tour est joué...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite43961a92]

Pourrais tu me préciser comment l'écrire dans la réaction??(le neutrino?)

Sinon il suffit alors de convertir les ev en joule puis de multiplier par le nombre de noyau et ensuite par le temps en seconde??

Merci pour ton aide

[KLOUG]

Bonjour
Quelques compléments à ce qu'a déjà donné mouleàgaufre

Dans le cas de la désintégration (n'importe quel type) il est possible que la transformation aboutisse sur un niveau excité de l'atome descendant. Ce niveau va se desexcité en émettant généralement un rayonnement gamma.
On parle donc de désintégration alpha, bêta moins, bêta plus et par capture électronique et de désexcitation gamma.
De même il est possible que ce niveau excité ait une période. C'est alors qu'on lui donne le nom de métastable (m). Le krypton 81m en est un exemple tout comme le Tc99m (téchnétium 99 m) très utilisé dans le domaine médical.

Le neutrino s'écrit comme la lettre nu de l'alphabet grec.

Le rubidium 81 a une période de 4,57 heures alors que le Kr81m 13 secondes.


2)A quoi faut il en général coupler l'exploration réalisé pour obtenir un examen de médecine nucléaire complet , permettant de répondre a la question clinique posé.

Avec une gamma caméra on obtient une image 2D. On va d'ailleurs régler cette gamma caméra sur l'énergie de 511 keV ce qui correspond à l'annihilation du positon (bêta plus).
L'intensité d'émission du bêta plus du rubidium est d'environ 30 %

Si on veut une image 3D on couple ce diagnostic avec un scanner.
C'est ce que les médicaux appellent un PET SCAN.
Je décode : Tomographie à Emission de Positons plus images scanner.
Comme je n'ai pas la question clinique posé j'ai supposé.

3)Calculer l'énergie , en joules , reçu en 3 min par une gamma camera détectant une activité constante de 40 MBq de Kr 81 m.

Pour le calcul je pencherai plutôt pour un réglage de ma gamma caméra sur l'énergie 511 keV.
La première question est de savoir qu'elle est l'intensité d'émission du photon de 511 keV. Facile puisque l'intensité d'émission bêta plus est de 30 %
Le tout sera de calculer le nombre de photons arrivant sur la gamma caméra.
On peut même ajouter les photons de 190 keV si on veut.
L'intensité d'émission est de 65 % et il y a même d'autres photons émis 446 keV à 23,5 % d'intensité d'émission.

Indispensable de connaître l'intensité d'émission si on veut passer du becquerel au nombre de rayonnements émis par seconde !


4)Expliquer le principe de la transformation d'un signal photonique(photons émis par le Kr 81m inhalé par le patient) en un signal électrique.

Absolument rien trouvé dans mon cours non plus.

Je pense que le patient n'inhale pas de photons. Il inhale un produit qui émet des photons (d'énergies différentes).
La question me semble plutôt relever du phénomène de détection en lui-même.
Une gamma caméra est en fait un détecteur utilisant le principe de l'excitation (interaction rayonnement matière). Les photons vont déplacer les électrons des cortèges électroniques de la gamma caméra (c'est en général de l'iodure de sodium NaI). En revenant à leur place, il y a émission de photons lumineux.
Ceux-ci sont transformé en électrons (photocathode) et multipliés pour
obtenir une impulsion électrique. C'est le photomultiplicateur qui fait ce travail.

Pour résumer il y a :
émission de photons (et pour les émetteurs bêta plus on cale les gamma caméras sur 511 keV).
Interactions des photons avec le NaI.
Création de photons lumineux par interactions du photon de 511 keV avec les cortèges électroniques.
récupération du photon lumineux et transformation en une multiplication d'électrons.
Signal électrique.

Vous pouvez me contacter sur ma boîte privée si vous voulez plus d'éléments.
Bonne journée

KLOUG

[Deedee81]

Salut,

Pourrais tu me préciser comment l'écrire dans la réaction??(le neutrino?)

suffit de l'indiquer. Comme ici, au début :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Radioactivit%C3%A9_%CE%B2