SlideShare uma empresa Scribd logo
1 de 50
Baixar para ler offline
Chapitre 1 :
Bases biophysiques
de l’utilisation des rayonnements
dans les professions de santé
Professeur Jean-Philippe VUILLEZ
Année universitaire 2011/2012
Université Joseph Fourier de Grenoble - Tous droits réservés.
UE3-1 : Biophysique
Deux types de raisons de s’intéresser
aux rayonnements ionisants
• Conséquences des irradiations sur la santé
• Utilisation des rayonnements ionisants en
médecine
– Diagnostique
– Thérapeutique
 Quelles conséquences pour les patients ?
Notion de bénéfice/risque
Radioactivité, interactions des rayonnements
avec la matière, dosimétrie, radiobiologie,
radioprotection
• Généralités
• Rappels sur la radioactivité
• Interactions des particules chargées avec la matière
• Interaction des photons avec la matière
• Détecteurs de rayonnements et spectrométrie 
• Dosimétrie
• Radiobiologie
• Radioprotection, optimisation, justification
Connaître les conséquences et
justifier la prescription d’un
examen irradiant est une
obligation légale pour tout
médecin…
Le contexte…
Radioactivité, interactions des rayonnements avec la
matière, dosimétrie, radiobiologie, radioprotection
OBJECTIFS (1)
1 – connaître l’origine et la nature des rayonnements auxquels sont
exposés les individus
2 – connaître les effets physiques et biologiques de ces rayonnements
sur l’organisme
3 – connaître et interpréter les grandeurs dosimétriques
4 – comprendre les notions de dose et de débit de dose
5 – comprendre le calcul d’une dose reçue et savoir en estimer l’ordre
de grandeur
6 – distinguer exposition et contamination
Radioactivité, interactions des rayonnements avec la
matière, dosimétrie, radiobiologie, radioprotection
OBJECTIFS (2)
7 – être capable d’évaluer le risque lié aux radiations en tenant compte
de la dose reçue (risques déterministes et stochastiques)
8 – connaître les pathologies liées aux irradiations aiguës et chroniques
9 – connaître les principes de l’utilisation thérapeutique des
rayonnements
10 – savoir expliquer les notions de justification et d’optimisation en
matière de prescription d’un examen irradiant
11 – connaître les grandes règles de radioprotection pour le public, pour
les personnels travaillant en zone contrôlée, et pour les patients
12 – connaître les principes de détection et de mesure des
rayonnements, et du fonctionnement des détecteurs ; comprendre
comment est obtenue une image scintigraphique
Rayonnements
- électromagnétiques (X,)
- particules
Interactions avec la matière
- inerte (détecteurs, radioprotection)
- biologique +++
Dépôt d’énergie dans
la matière
Effets biologiques
Dosimétrie
Radiobiologie
1ère partie :
Rappels sur la radioactivité
• Structure du noyau
A
XZ
Symbole chimique
(élément)Numéro atomique
(nb de protons)
Nombre de
masse
(nb de nucléons)
La radioactivité
Définition :
« La radioactivité est la transformation
d’un atome avec une émission de
rayonnements »
Rappels sur la radioactivité
• Radioactivité : résulte de l’instabilité du noyau
de certains atomes
• Stabilité nucléaire : équilibre entre nombre de
protons et nombre de neutrons
 Relation entre A et Z
Nb de protons
Nb de
neutrons (Extrait de « Pour
la Science »)
Vuillez jean philippe_p01
Radioactivité : notion d’isotope
ZX
A
ZX
A+1
A-1
ZX
Z-1WA
Z+1Y
A+1
Z-1W
A-1
Z+1Y
A+2
Z-1W
A-2
Z+1Y
A
Z identique : isotopes
A identique : isobares
Excès de neutron(s)
• Un neutron se « transforme » en
proton
• Il y a émission d’un électron
• Désintégration 
Excès de neutron
 Désintégration -
+ +neutron proton électron antineutrino
Radioactivité  -
A
XZ
0
e
-1
A
YZ+1+ +
électron
Hypothèse de l’antineutrino ( :
nécessaire pour expliquer le spectre continu de l’énergie
des électrons -
Emoy  Emax /3
Emax
Nb d’électrons
émis par
intervalle
d’énergie
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
Énergie cinétique des électrons émis (MeV)
Excès de proton(s) : 2 possibilités
• Un proton se « transforme » en neutron
– Il y a émission d’un positon (et d’un
neutrino)
– Désintégration +
• Un proton se combine avec un électron
pour donner un neutron
– Pas de particule chargée émise (mais
émission d’un neutrino)
– Capture électronique
+ +neutronproton positon neutrino
Excès de proton
 Désintégration +
Radioactivité  +
A
XZ
0
e
+1
A
YZ-1+ +
positon
Excès de proton  Capture électronique
+ neutronproton électron
+ neutrino
Capture électronique
A
XZ
0
e
-1
A
YZ-1+ +
Radioactivité 
Particule
= noyau d’hélium
(E  4 à 8 MeV)
Radioactivité 
A
XZ
4
He2
A-4
YZ-2+
2
A
RaZ
4
He
A-4
RnZ-2+
Après la transformation
radioactive…
• Le noyau « fils » peut être totalement
stable…
• … mais le plus souvent il est encore dans
un état « excité », avec un excédent
d’énergie
Niveaux d’énergie du
noyau du 41Sc
(en Mev)
Un noyau peut-être dans
plusieurs états
énergétiques
Désintégration radioactive :
phénomènes secondaires (1)

Le noyau « fils » est en général dans un état excité
• Dans tous les cas la désexcitation se fait :
– Soit par émission d’un photon gamma ()
– Soit par émission d’un électron de conversion
interne
• Dans les cas des émetteurs de positons :
– Il y a en plus un phénomène d’annihilation (e+e-)
avec émission de deux photons de 511 keV.
Émission gamma ()
Photon (h)
= désexcitation du noyau
Conversion interne
= autre mode de désexcitation du noyau
(électron de conversion)
F18
e+
e-
511 keV
511 keV
Photons d’annihilation
Désintégration radioactive :
phénomènes secondaires (2)

Après désintégration radioactive, puis désexcitation du noyau,
le cortège électronique de l’atome est perturbé
• Ont pu se produire
– Soit l’émission d’un électron (conversion interne)
– Soit la capture d’un électron
• Dans les deux cas : création d’un « trou », d’où un
réarrangement
– Soit par émission d’un X de fluorescence
(monoénergétique)
– Soit par émission d’un électron Auger
Capture électronique
Électron de conversion

 Photon X (h)

Conversion interne
Électron de conversion

 Électron
Auger
Conversion interne
Remarque
• Les électrons émis par un atome
radioactif sont de plusieurs types :
–Provenant du noyau : rayonnement -
–Provenant du cortège électronique
• Électrons de conversion interne
(désexcitation du noyau, alternative à
l’émission d’un photon )
• Électrons Auger (désexcitation de l’atome,
alternative aux rayons X de fluorescence)
Schéma de désintégration
53I131
(8,05 jours)
364 keV
54Xe131
-
90,4 %
Schéma de désintégration
Vuillez jean philippe_p01
Vuillez jean philippe_p01
Décroissance et période radioactive
• Soit dN le nombre d’atomes qui se
désintègrent durant la durée dt
• On a dN = -  N.dt, si N est le nombre
d’atomes radioactifs présents à l’instant t
• , constante radioactive, représente la
probabilité de désintégration et s’exprime en
s-1
Décroissance et période radioactive
• dN = -  N.dt
• En intégrant, si le nombre initial d’atomes est
égal à N0 :
N = N0.e-t
• Ou : Ln N = -  t + Ln N0
Décroissance et période radioactive
• La période radioactive T est le temps au bout
duquel la moitié des atomes se sont
désintégrés
• t = T : N/N0 = ½ donc Ln(1/2) = -  T
• Ln 2 = 0,693 =  T
Décroissance et période radioactive
• Ln 2 = 0,693 =  T
• Donc T = 0,693/ 
• Et N = N0 . (1/2)t/T
Décroissance et période
radioactive
Activité
• Unité :
le Becquerel (Bq) = 1 désintégration
par seconde
• kBq, MBq, GBq
Mesure de la radioactivité
• Activité en becquerel (Bq) : quantité d’atomes
radioactifs qui se désintègrent par unité de temps dans
une source…
• 1 Bq = 1 désintégration par sec
• Anciennement le curie…
1 mCi = 37 000 000 Bq = 37 MBq
• Activité  dose !!!
Mesure de la radioactivité
• L’activité en becquerel (Bq)
d’une source dépend de
– La quantité d’atomes radioactifs dans cette
source…
– La période (vitesse avec laquelle les
atomes se désintègrent)
Pour conclure ce premier cours,
et introduire les suivants :
deux types de rayonnements :
• Les particules chargées
– Résultent de la radioactivité le plus
souvent
– Épuisent la totalité de leur énergie
dans la matière
– Directement ionisants
• Les photons (>13,6 eV)
– Rayonnements électromagnétiques
– Loi d’atténuation
– INDIRECTEMENT ionisants
– (idem pour les neutrons)
Mentions légales
Ce document a été réalisé par la Cellule TICE de la Faculté de Médecine et de Pharmacie de Grenoble
(Université Joseph Fourier – Grenoble 1)
L'ensemble de cette œuvre relève des législations française et internationale sur le droit d'auteur et
la propriété intellectuelle, littéraire et artistique ou toute autre loi applicable.
Tous les droits de reproduction, adaptation, transformation, transcription ou traduction de tout ou
partie sont réservés pour les textes ainsi que pour l'ensemble des documents iconographiques,
photographiques, vidéos et sonores.
Cette œuvre est interdite à la vente ou à la location. Sa diffusion, duplication, mise à disposition du
public (sous quelque forme ou support que ce soit), mise en réseau, partielles ou totales, sont
strictement réservées à l’université Joseph Fourier (UJF) Grenoble 1 et ses affiliés.
L’utilisation de ce document est strictement réservée à l’usage privé des étudiants inscrits à
l’Université Joseph Fourier (UJF) Grenoble 1, et non destinée à une utilisation collective, gratuite
ou payante.

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

Interactions of radiation_with_matter
Interactions of radiation_with_matterInteractions of radiation_with_matter
Interactions of radiation_with_matterDr Vijay Kumar
 
Radiation protection course for radiologists Lecture 3
Radiation protection course for radiologists Lecture 3Radiation protection course for radiologists Lecture 3
Radiation protection course for radiologists Lecture 3Amin Amin
 
The Benefits of Microwave Ablation
The Benefits of Microwave AblationThe Benefits of Microwave Ablation
The Benefits of Microwave AblationSymple Surgical Inc.
 
CT Scan Enterography
CT Scan EnterographyCT Scan Enterography
CT Scan EnterographyLab Finder
 
Origen y Evolución de la Protección Radiológica. Protección Radiológica en Me...
Origen y Evolución de la Protección Radiológica. Protección Radiológica en Me...Origen y Evolución de la Protección Radiológica. Protección Radiológica en Me...
Origen y Evolución de la Protección Radiológica. Protección Radiológica en Me...Tatiana González P
 
Background radiation - Artificial and Natural
Background radiation - Artificial and NaturalBackground radiation - Artificial and Natural
Background radiation - Artificial and NaturalKunal Yadav
 
Advanced Nuclear Medicine Through Research
Advanced Nuclear Medicine Through ResearchAdvanced Nuclear Medicine Through Research
Advanced Nuclear Medicine Through ResearchJMFitness
 
Medicina Nuclear
Medicina NuclearMedicina Nuclear
Medicina NuclearGaro TM
 
Los retos de america latina para mejorar la PR en medicina
Los retos de america latina para mejorar la PR en medicinaLos retos de america latina para mejorar la PR en medicina
Los retos de america latina para mejorar la PR en medicinaEduardo Medina Gironzini
 
Incertidumbres de la Radioterapia en el cáncer de mama
Incertidumbres de la Radioterapia en el cáncer de mamaIncertidumbres de la Radioterapia en el cáncer de mama
Incertidumbres de la Radioterapia en el cáncer de mamaTeresa Muñoz Migueláñez
 
General Consideration of all imaging Modalities
General Consideration of all imaging ModalitiesGeneral Consideration of all imaging Modalities
General Consideration of all imaging ModalitiesMuhammad Arif Afridi
 

Mais procurados (20)

Interactions of radiation_with_matter
Interactions of radiation_with_matterInteractions of radiation_with_matter
Interactions of radiation_with_matter
 
Radiation protection course for radiologists Lecture 3
Radiation protection course for radiologists Lecture 3Radiation protection course for radiologists Lecture 3
Radiation protection course for radiologists Lecture 3
 
The Benefits of Microwave Ablation
The Benefits of Microwave AblationThe Benefits of Microwave Ablation
The Benefits of Microwave Ablation
 
2015 aula 09 cnen 3.01
2015 aula 09 cnen 3.012015 aula 09 cnen 3.01
2015 aula 09 cnen 3.01
 
Ecg interpretation
Ecg interpretationEcg interpretation
Ecg interpretation
 
Basics Of Radiation
Basics Of RadiationBasics Of Radiation
Basics Of Radiation
 
CT Scan Enterography
CT Scan EnterographyCT Scan Enterography
CT Scan Enterography
 
Origen y Evolución de la Protección Radiológica. Protección Radiológica en Me...
Origen y Evolución de la Protección Radiológica. Protección Radiológica en Me...Origen y Evolución de la Protección Radiológica. Protección Radiológica en Me...
Origen y Evolución de la Protección Radiológica. Protección Radiológica en Me...
 
Background radiation - Artificial and Natural
Background radiation - Artificial and NaturalBackground radiation - Artificial and Natural
Background radiation - Artificial and Natural
 
FÍSICA DAS RADIAÇÕES: RADIOTERAPIA
FÍSICA DAS RADIAÇÕES: RADIOTERAPIAFÍSICA DAS RADIAÇÕES: RADIOTERAPIA
FÍSICA DAS RADIAÇÕES: RADIOTERAPIA
 
Advanced Nuclear Medicine Through Research
Advanced Nuclear Medicine Through ResearchAdvanced Nuclear Medicine Through Research
Advanced Nuclear Medicine Through Research
 
Lead apron
Lead apronLead apron
Lead apron
 
RADIATION
RADIATIONRADIATION
RADIATION
 
Medicina Nuclear
Medicina NuclearMedicina Nuclear
Medicina Nuclear
 
Trauma Radiography
Trauma RadiographyTrauma Radiography
Trauma Radiography
 
Los retos de america latina para mejorar la PR en medicina
Los retos de america latina para mejorar la PR en medicinaLos retos de america latina para mejorar la PR en medicina
Los retos de america latina para mejorar la PR en medicina
 
Anatomía coronaria
Anatomía coronariaAnatomía coronaria
Anatomía coronaria
 
Incertidumbres de la Radioterapia en el cáncer de mama
Incertidumbres de la Radioterapia en el cáncer de mamaIncertidumbres de la Radioterapia en el cáncer de mama
Incertidumbres de la Radioterapia en el cáncer de mama
 
Radiophysique
RadiophysiqueRadiophysique
Radiophysique
 
General Consideration of all imaging Modalities
General Consideration of all imaging ModalitiesGeneral Consideration of all imaging Modalities
General Consideration of all imaging Modalities
 

Destaque

Jack sarfattisavile041915v1
Jack sarfattisavile041915v1Jack sarfattisavile041915v1
Jack sarfattisavile041915v1Elsa von Licy
 
Commento a 'meditazione sui tarocchi'
Commento a 'meditazione sui tarocchi'Commento a 'meditazione sui tarocchi'
Commento a 'meditazione sui tarocchi'Elsa von Licy
 
Pon detailed table-of-contents
Pon detailed table-of-contentsPon detailed table-of-contents
Pon detailed table-of-contentsElsa von Licy
 
Tp 1 la transformation des glucides alimentaires dans l
Tp 1 la transformation des glucides alimentaires dans lTp 1 la transformation des glucides alimentaires dans l
Tp 1 la transformation des glucides alimentaires dans lJef Chouzier
 
Spr ue3.1 poly cours et exercices
Spr ue3.1   poly cours et exercicesSpr ue3.1   poly cours et exercices
Spr ue3.1 poly cours et exercicesElsa von Licy
 
Physics and clinical evidence of bio electronics v14
Physics and clinical evidence of bio electronics v14Physics and clinical evidence of bio electronics v14
Physics and clinical evidence of bio electronics v14Painezee Specialist
 
Styles of Scientific Reasoning, Scientific Practices and Argument in Science ...
Styles of Scientific Reasoning, Scientific Practices and Argument in Science ...Styles of Scientific Reasoning, Scientific Practices and Argument in Science ...
Styles of Scientific Reasoning, Scientific Practices and Argument in Science ...Elsa von Licy
 
Anatomie tete-et-cou-2012
Anatomie tete-et-cou-2012Anatomie tete-et-cou-2012
Anatomie tete-et-cou-2012drmouheb
 
Franz Anton Mesmer - Le magnétisme humain, un phénomène paranormal de biophys...
Franz Anton Mesmer - Le magnétisme humain, un phénomène paranormal de biophys...Franz Anton Mesmer - Le magnétisme humain, un phénomène paranormal de biophys...
Franz Anton Mesmer - Le magnétisme humain, un phénomène paranormal de biophys...FrederiqueLavaldelaMajorie
 
Biochimie des lipides, UMMTO
Biochimie des lipides, UMMTOBiochimie des lipides, UMMTO
Biochimie des lipides, UMMTOKhalef LEFSIH
 

Destaque (20)

Start up village intro-micro
Start up village intro-microStart up village intro-micro
Start up village intro-micro
 
Feuilletage
FeuilletageFeuilletage
Feuilletage
 
Lizzy C.V (New)
Lizzy C.V (New)Lizzy C.V (New)
Lizzy C.V (New)
 
Chapitre 1
Chapitre 1Chapitre 1
Chapitre 1
 
Jack sarfattisavile041915v1
Jack sarfattisavile041915v1Jack sarfattisavile041915v1
Jack sarfattisavile041915v1
 
1992 loganajp
1992 loganajp1992 loganajp
1992 loganajp
 
3 ism
3 ism3 ism
3 ism
 
Get pdf
Get pdfGet pdf
Get pdf
 
Commento a 'meditazione sui tarocchi'
Commento a 'meditazione sui tarocchi'Commento a 'meditazione sui tarocchi'
Commento a 'meditazione sui tarocchi'
 
Pon detailed table-of-contents
Pon detailed table-of-contentsPon detailed table-of-contents
Pon detailed table-of-contents
 
Tp 1 la transformation des glucides alimentaires dans l
Tp 1 la transformation des glucides alimentaires dans lTp 1 la transformation des glucides alimentaires dans l
Tp 1 la transformation des glucides alimentaires dans l
 
Spr ue3.1 poly cours et exercices
Spr ue3.1   poly cours et exercicesSpr ue3.1   poly cours et exercices
Spr ue3.1 poly cours et exercices
 
Physics and clinical evidence of bio electronics v14
Physics and clinical evidence of bio electronics v14Physics and clinical evidence of bio electronics v14
Physics and clinical evidence of bio electronics v14
 
Styles of Scientific Reasoning, Scientific Practices and Argument in Science ...
Styles of Scientific Reasoning, Scientific Practices and Argument in Science ...Styles of Scientific Reasoning, Scientific Practices and Argument in Science ...
Styles of Scientific Reasoning, Scientific Practices and Argument in Science ...
 
Anatomie tete-et-cou-2012
Anatomie tete-et-cou-2012Anatomie tete-et-cou-2012
Anatomie tete-et-cou-2012
 
Qcm physio respiratoire
Qcm physio respiratoireQcm physio respiratoire
Qcm physio respiratoire
 
Franz Anton Mesmer - Le magnétisme humain, un phénomène paranormal de biophys...
Franz Anton Mesmer - Le magnétisme humain, un phénomène paranormal de biophys...Franz Anton Mesmer - Le magnétisme humain, un phénomène paranormal de biophys...
Franz Anton Mesmer - Le magnétisme humain, un phénomène paranormal de biophys...
 
Les Glucides
Les GlucidesLes Glucides
Les Glucides
 
Td glucides 02
Td glucides 02Td glucides 02
Td glucides 02
 
Biochimie des lipides, UMMTO
Biochimie des lipides, UMMTOBiochimie des lipides, UMMTO
Biochimie des lipides, UMMTO
 

Semelhante a Vuillez jean philippe_p01

Tpe Radioactivite
Tpe RadioactiviteTpe Radioactivite
Tpe Radioactiviteamdnihafez
 
Tstid2 d chap 3-cours-la radioactivite
Tstid2 d chap 3-cours-la radioactiviteTstid2 d chap 3-cours-la radioactivite
Tstid2 d chap 3-cours-la radioactiviteChalvesche
 
UE risque Bianchi A figures radioA.pdf
UE risque Bianchi A figures radioA.pdfUE risque Bianchi A figures radioA.pdf
UE risque Bianchi A figures radioA.pdfEnguerrandGalmiche2
 
Cours radioactivite 2009 2010
Cours radioactivite 2009 2010Cours radioactivite 2009 2010
Cours radioactivite 2009 2010saad-bryan
 
Effets biologiques des rayonnements ionisants
Effets biologiques des rayonnements ionisantsEffets biologiques des rayonnements ionisants
Effets biologiques des rayonnements ionisantsAmineChahid4
 
Chap I- Principes Generaux S5_Chap V- Masse spect S5.pdf
Chap I- Principes Generaux S5_Chap V- Masse spect S5.pdfChap I- Principes Generaux S5_Chap V- Masse spect S5.pdf
Chap I- Principes Generaux S5_Chap V- Masse spect S5.pdfmouhssinesallami
 
Physique partie 1
Physique   partie 1Physique   partie 1
Physique partie 1esalmon215
 
L’ image radiologique part 2 cours du 11 09-2012
L’ image radiologique part 2 cours du 11 09-2012L’ image radiologique part 2 cours du 11 09-2012
L’ image radiologique part 2 cours du 11 09-2012Latie Moun
 
Bases+physiques+Pr+L.+EL+ARROUM+%28RMN+1%29.pdf
Bases+physiques+Pr+L.+EL+ARROUM+%28RMN+1%29.pdfBases+physiques+Pr+L.+EL+ARROUM+%28RMN+1%29.pdf
Bases+physiques+Pr+L.+EL+ARROUM+%28RMN+1%29.pdfKhawlaMouiguina
 
Les particules de la matière
Les particules de la matièreLes particules de la matière
Les particules de la matièreBruno CARTIGNY
 
Structure de la matière - E-Cours.pdf
Structure  de  la  matière - E-Cours.pdfStructure  de  la  matière - E-Cours.pdf
Structure de la matière - E-Cours.pdfKaryBouba
 
Mariano goulart-x-gamma-poly1
Mariano goulart-x-gamma-poly1Mariano goulart-x-gamma-poly1
Mariano goulart-x-gamma-poly1Mouhyadin
 
Cours capteursnucleaires
Cours capteursnucleairesCours capteursnucleaires
Cours capteursnucleairesReda Jonimar
 
radiobiologie & radiopathologie.pdf
radiobiologie & radiopathologie.pdfradiobiologie & radiopathologie.pdf
radiobiologie & radiopathologie.pdffirst last
 

Semelhante a Vuillez jean philippe_p01 (20)

Tpe Radioactivite
Tpe RadioactiviteTpe Radioactivite
Tpe Radioactivite
 
La Radioactivité 2008 AmpèRe Bis
La Radioactivité 2008 AmpèRe BisLa Radioactivité 2008 AmpèRe Bis
La Radioactivité 2008 AmpèRe Bis
 
Tstid2 d chap 3-cours-la radioactivite
Tstid2 d chap 3-cours-la radioactiviteTstid2 d chap 3-cours-la radioactivite
Tstid2 d chap 3-cours-la radioactivite
 
Energie
EnergieEnergie
Energie
 
UE risque Bianchi A figures radioA.pdf
UE risque Bianchi A figures radioA.pdfUE risque Bianchi A figures radioA.pdf
UE risque Bianchi A figures radioA.pdf
 
spectro 2011
spectro 2011spectro 2011
spectro 2011
 
Cours radioactivite 2009 2010
Cours radioactivite 2009 2010Cours radioactivite 2009 2010
Cours radioactivite 2009 2010
 
Effets biologiques des rayonnements ionisants
Effets biologiques des rayonnements ionisantsEffets biologiques des rayonnements ionisants
Effets biologiques des rayonnements ionisants
 
X ray
X rayX ray
X ray
 
Chap I- Principes Generaux S5_Chap V- Masse spect S5.pdf
Chap I- Principes Generaux S5_Chap V- Masse spect S5.pdfChap I- Principes Generaux S5_Chap V- Masse spect S5.pdf
Chap I- Principes Generaux S5_Chap V- Masse spect S5.pdf
 
Physique partie 1
Physique   partie 1Physique   partie 1
Physique partie 1
 
Energie nucléaire
Energie nucléaireEnergie nucléaire
Energie nucléaire
 
L’ image radiologique part 2 cours du 11 09-2012
L’ image radiologique part 2 cours du 11 09-2012L’ image radiologique part 2 cours du 11 09-2012
L’ image radiologique part 2 cours du 11 09-2012
 
Bases+physiques+Pr+L.+EL+ARROUM+%28RMN+1%29.pdf
Bases+physiques+Pr+L.+EL+ARROUM+%28RMN+1%29.pdfBases+physiques+Pr+L.+EL+ARROUM+%28RMN+1%29.pdf
Bases+physiques+Pr+L.+EL+ARROUM+%28RMN+1%29.pdf
 
Les particules de la matière
Les particules de la matièreLes particules de la matière
Les particules de la matière
 
Structure de la matière - E-Cours.pdf
Structure  de  la  matière - E-Cours.pdfStructure  de  la  matière - E-Cours.pdf
Structure de la matière - E-Cours.pdf
 
Mariano goulart-x-gamma-poly1
Mariano goulart-x-gamma-poly1Mariano goulart-x-gamma-poly1
Mariano goulart-x-gamma-poly1
 
Introduction au rayons x
Introduction au rayons xIntroduction au rayons x
Introduction au rayons x
 
Cours capteursnucleaires
Cours capteursnucleairesCours capteursnucleaires
Cours capteursnucleaires
 
radiobiologie & radiopathologie.pdf
radiobiologie & radiopathologie.pdfradiobiologie & radiopathologie.pdf
radiobiologie & radiopathologie.pdf
 

Mais de Elsa von Licy

Strategie Decisions Incertitude Actes conference fnege xerfi
Strategie Decisions Incertitude Actes conference fnege xerfiStrategie Decisions Incertitude Actes conference fnege xerfi
Strategie Decisions Incertitude Actes conference fnege xerfiElsa von Licy
 
Neuropsychophysiologie
NeuropsychophysiologieNeuropsychophysiologie
NeuropsychophysiologieElsa von Licy
 
L agressivite en psychanalyse (21 pages 184 ko)
L agressivite en psychanalyse (21 pages   184 ko)L agressivite en psychanalyse (21 pages   184 ko)
L agressivite en psychanalyse (21 pages 184 ko)Elsa von Licy
 
C1 clef pour_la_neuro
C1 clef pour_la_neuroC1 clef pour_la_neuro
C1 clef pour_la_neuroElsa von Licy
 
Plan de cours all l1 l2l3m1m2 p
Plan de cours all l1 l2l3m1m2 pPlan de cours all l1 l2l3m1m2 p
Plan de cours all l1 l2l3m1m2 pElsa von Licy
 
Bioph pharm 1an-viscosit-des_liquides_et_des_solutions
Bioph pharm 1an-viscosit-des_liquides_et_des_solutionsBioph pharm 1an-viscosit-des_liquides_et_des_solutions
Bioph pharm 1an-viscosit-des_liquides_et_des_solutionsElsa von Licy
 
Poly histologie-et-embryologie-medicales
Poly histologie-et-embryologie-medicalesPoly histologie-et-embryologie-medicales
Poly histologie-et-embryologie-medicalesElsa von Licy
 
Methodes travail etudiants
Methodes travail etudiantsMethodes travail etudiants
Methodes travail etudiantsElsa von Licy
 
Atelier.etude.efficace
Atelier.etude.efficaceAtelier.etude.efficace
Atelier.etude.efficaceElsa von Licy
 
There is no_such_thing_as_a_social_science_intro
There is no_such_thing_as_a_social_science_introThere is no_such_thing_as_a_social_science_intro
There is no_such_thing_as_a_social_science_introElsa von Licy
 
Principles and neurobiological_correlates_of.5
Principles and neurobiological_correlates_of.5Principles and neurobiological_correlates_of.5
Principles and neurobiological_correlates_of.5Elsa von Licy
 
A short history of man — progress and decline
A short history of man — progress and declineA short history of man — progress and decline
A short history of man — progress and declineElsa von Licy
 

Mais de Elsa von Licy (20)

Strategie Decisions Incertitude Actes conference fnege xerfi
Strategie Decisions Incertitude Actes conference fnege xerfiStrategie Decisions Incertitude Actes conference fnege xerfi
Strategie Decisions Incertitude Actes conference fnege xerfi
 
Rainville pierre
Rainville pierreRainville pierre
Rainville pierre
 
Neuropsychophysiologie
NeuropsychophysiologieNeuropsychophysiologie
Neuropsychophysiologie
 
L agressivite en psychanalyse (21 pages 184 ko)
L agressivite en psychanalyse (21 pages   184 ko)L agressivite en psychanalyse (21 pages   184 ko)
L agressivite en psychanalyse (21 pages 184 ko)
 
C1 clef pour_la_neuro
C1 clef pour_la_neuroC1 clef pour_la_neuro
C1 clef pour_la_neuro
 
Hemostase polycop
Hemostase polycopHemostase polycop
Hemostase polycop
 
Antiphilos
AntiphilosAntiphilos
Antiphilos
 
Plan de cours all l1 l2l3m1m2 p
Plan de cours all l1 l2l3m1m2 pPlan de cours all l1 l2l3m1m2 p
Plan de cours all l1 l2l3m1m2 p
 
M2 bmc2007 cours01
M2 bmc2007 cours01M2 bmc2007 cours01
M2 bmc2007 cours01
 
Biophy
BiophyBiophy
Biophy
 
Bioph pharm 1an-viscosit-des_liquides_et_des_solutions
Bioph pharm 1an-viscosit-des_liquides_et_des_solutionsBioph pharm 1an-viscosit-des_liquides_et_des_solutions
Bioph pharm 1an-viscosit-des_liquides_et_des_solutions
 
Poly histologie-et-embryologie-medicales
Poly histologie-et-embryologie-medicalesPoly histologie-et-embryologie-medicales
Poly histologie-et-embryologie-medicales
 
Methodes travail etudiants
Methodes travail etudiantsMethodes travail etudiants
Methodes travail etudiants
 
Atelier.etude.efficace
Atelier.etude.efficaceAtelier.etude.efficace
Atelier.etude.efficace
 
There is no_such_thing_as_a_social_science_intro
There is no_such_thing_as_a_social_science_introThere is no_such_thing_as_a_social_science_intro
There is no_such_thing_as_a_social_science_intro
 
Prolegomena 4 0
Prolegomena 4 0Prolegomena 4 0
Prolegomena 4 0
 
Swa 2015 final
Swa 2015 finalSwa 2015 final
Swa 2015 final
 
Principles and neurobiological_correlates_of.5
Principles and neurobiological_correlates_of.5Principles and neurobiological_correlates_of.5
Principles and neurobiological_correlates_of.5
 
A short history of man — progress and decline
A short history of man — progress and declineA short history of man — progress and decline
A short history of man — progress and decline
 
Valentin tomberg
Valentin tombergValentin tomberg
Valentin tomberg
 

Vuillez jean philippe_p01

  • 1. Chapitre 1 : Bases biophysiques de l’utilisation des rayonnements dans les professions de santé Professeur Jean-Philippe VUILLEZ Année universitaire 2011/2012 Université Joseph Fourier de Grenoble - Tous droits réservés. UE3-1 : Biophysique
  • 2. Deux types de raisons de s’intéresser aux rayonnements ionisants • Conséquences des irradiations sur la santé • Utilisation des rayonnements ionisants en médecine – Diagnostique – Thérapeutique  Quelles conséquences pour les patients ? Notion de bénéfice/risque
  • 3. Radioactivité, interactions des rayonnements avec la matière, dosimétrie, radiobiologie, radioprotection • Généralités • Rappels sur la radioactivité • Interactions des particules chargées avec la matière • Interaction des photons avec la matière • Détecteurs de rayonnements et spectrométrie  • Dosimétrie • Radiobiologie • Radioprotection, optimisation, justification
  • 4. Connaître les conséquences et justifier la prescription d’un examen irradiant est une obligation légale pour tout médecin…
  • 6. Radioactivité, interactions des rayonnements avec la matière, dosimétrie, radiobiologie, radioprotection OBJECTIFS (1) 1 – connaître l’origine et la nature des rayonnements auxquels sont exposés les individus 2 – connaître les effets physiques et biologiques de ces rayonnements sur l’organisme 3 – connaître et interpréter les grandeurs dosimétriques 4 – comprendre les notions de dose et de débit de dose 5 – comprendre le calcul d’une dose reçue et savoir en estimer l’ordre de grandeur 6 – distinguer exposition et contamination
  • 7. Radioactivité, interactions des rayonnements avec la matière, dosimétrie, radiobiologie, radioprotection OBJECTIFS (2) 7 – être capable d’évaluer le risque lié aux radiations en tenant compte de la dose reçue (risques déterministes et stochastiques) 8 – connaître les pathologies liées aux irradiations aiguës et chroniques 9 – connaître les principes de l’utilisation thérapeutique des rayonnements 10 – savoir expliquer les notions de justification et d’optimisation en matière de prescription d’un examen irradiant 11 – connaître les grandes règles de radioprotection pour le public, pour les personnels travaillant en zone contrôlée, et pour les patients 12 – connaître les principes de détection et de mesure des rayonnements, et du fonctionnement des détecteurs ; comprendre comment est obtenue une image scintigraphique
  • 8. Rayonnements - électromagnétiques (X,) - particules Interactions avec la matière - inerte (détecteurs, radioprotection) - biologique +++ Dépôt d’énergie dans la matière Effets biologiques Dosimétrie Radiobiologie
  • 9. 1ère partie : Rappels sur la radioactivité • Structure du noyau A XZ Symbole chimique (élément)Numéro atomique (nb de protons) Nombre de masse (nb de nucléons)
  • 10. La radioactivité Définition : « La radioactivité est la transformation d’un atome avec une émission de rayonnements »
  • 11. Rappels sur la radioactivité • Radioactivité : résulte de l’instabilité du noyau de certains atomes • Stabilité nucléaire : équilibre entre nombre de protons et nombre de neutrons  Relation entre A et Z
  • 12. Nb de protons Nb de neutrons (Extrait de « Pour la Science »)
  • 14. Radioactivité : notion d’isotope ZX A ZX A+1 A-1 ZX Z-1WA Z+1Y A+1 Z-1W A-1 Z+1Y A+2 Z-1W A-2 Z+1Y A Z identique : isotopes A identique : isobares
  • 15. Excès de neutron(s) • Un neutron se « transforme » en proton • Il y a émission d’un électron • Désintégration 
  • 16. Excès de neutron  Désintégration - + +neutron proton électron antineutrino
  • 18. Hypothèse de l’antineutrino ( : nécessaire pour expliquer le spectre continu de l’énergie des électrons - Emoy  Emax /3 Emax Nb d’électrons émis par intervalle d’énergie 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 Énergie cinétique des électrons émis (MeV)
  • 19. Excès de proton(s) : 2 possibilités • Un proton se « transforme » en neutron – Il y a émission d’un positon (et d’un neutrino) – Désintégration + • Un proton se combine avec un électron pour donner un neutron – Pas de particule chargée émise (mais émission d’un neutrino) – Capture électronique
  • 20. + +neutronproton positon neutrino Excès de proton  Désintégration +
  • 22. Excès de proton  Capture électronique + neutronproton électron + neutrino
  • 24. Radioactivité  Particule = noyau d’hélium (E  4 à 8 MeV)
  • 26. Après la transformation radioactive… • Le noyau « fils » peut être totalement stable… • … mais le plus souvent il est encore dans un état « excité », avec un excédent d’énergie
  • 27. Niveaux d’énergie du noyau du 41Sc (en Mev) Un noyau peut-être dans plusieurs états énergétiques
  • 28. Désintégration radioactive : phénomènes secondaires (1)  Le noyau « fils » est en général dans un état excité • Dans tous les cas la désexcitation se fait : – Soit par émission d’un photon gamma () – Soit par émission d’un électron de conversion interne • Dans les cas des émetteurs de positons : – Il y a en plus un phénomène d’annihilation (e+e-) avec émission de deux photons de 511 keV.
  • 29. Émission gamma () Photon (h) = désexcitation du noyau
  • 30. Conversion interne = autre mode de désexcitation du noyau (électron de conversion)
  • 32. Désintégration radioactive : phénomènes secondaires (2)  Après désintégration radioactive, puis désexcitation du noyau, le cortège électronique de l’atome est perturbé • Ont pu se produire – Soit l’émission d’un électron (conversion interne) – Soit la capture d’un électron • Dans les deux cas : création d’un « trou », d’où un réarrangement – Soit par émission d’un X de fluorescence (monoénergétique) – Soit par émission d’un électron Auger
  • 34. Électron de conversion   Photon X (h)  Conversion interne
  • 35. Électron de conversion   Électron Auger Conversion interne
  • 36. Remarque • Les électrons émis par un atome radioactif sont de plusieurs types : –Provenant du noyau : rayonnement - –Provenant du cortège électronique • Électrons de conversion interne (désexcitation du noyau, alternative à l’émission d’un photon ) • Électrons Auger (désexcitation de l’atome, alternative aux rayons X de fluorescence)
  • 37. Schéma de désintégration 53I131 (8,05 jours) 364 keV 54Xe131 - 90,4 %
  • 41. Décroissance et période radioactive • Soit dN le nombre d’atomes qui se désintègrent durant la durée dt • On a dN = -  N.dt, si N est le nombre d’atomes radioactifs présents à l’instant t • , constante radioactive, représente la probabilité de désintégration et s’exprime en s-1
  • 42. Décroissance et période radioactive • dN = -  N.dt • En intégrant, si le nombre initial d’atomes est égal à N0 : N = N0.e-t • Ou : Ln N = -  t + Ln N0
  • 43. Décroissance et période radioactive • La période radioactive T est le temps au bout duquel la moitié des atomes se sont désintégrés • t = T : N/N0 = ½ donc Ln(1/2) = -  T • Ln 2 = 0,693 =  T
  • 44. Décroissance et période radioactive • Ln 2 = 0,693 =  T • Donc T = 0,693/  • Et N = N0 . (1/2)t/T
  • 46. Activité • Unité : le Becquerel (Bq) = 1 désintégration par seconde • kBq, MBq, GBq
  • 47. Mesure de la radioactivité • Activité en becquerel (Bq) : quantité d’atomes radioactifs qui se désintègrent par unité de temps dans une source… • 1 Bq = 1 désintégration par sec • Anciennement le curie… 1 mCi = 37 000 000 Bq = 37 MBq • Activité  dose !!!
  • 48. Mesure de la radioactivité • L’activité en becquerel (Bq) d’une source dépend de – La quantité d’atomes radioactifs dans cette source… – La période (vitesse avec laquelle les atomes se désintègrent)
  • 49. Pour conclure ce premier cours, et introduire les suivants : deux types de rayonnements : • Les particules chargées – Résultent de la radioactivité le plus souvent – Épuisent la totalité de leur énergie dans la matière – Directement ionisants • Les photons (>13,6 eV) – Rayonnements électromagnétiques – Loi d’atténuation – INDIRECTEMENT ionisants – (idem pour les neutrons)
  • 50. Mentions légales Ce document a été réalisé par la Cellule TICE de la Faculté de Médecine et de Pharmacie de Grenoble (Université Joseph Fourier – Grenoble 1) L'ensemble de cette œuvre relève des législations française et internationale sur le droit d'auteur et la propriété intellectuelle, littéraire et artistique ou toute autre loi applicable. Tous les droits de reproduction, adaptation, transformation, transcription ou traduction de tout ou partie sont réservés pour les textes ainsi que pour l'ensemble des documents iconographiques, photographiques, vidéos et sonores. Cette œuvre est interdite à la vente ou à la location. Sa diffusion, duplication, mise à disposition du public (sous quelque forme ou support que ce soit), mise en réseau, partielles ou totales, sont strictement réservées à l’université Joseph Fourier (UJF) Grenoble 1 et ses affiliés. L’utilisation de ce document est strictement réservée à l’usage privé des étudiants inscrits à l’Université Joseph Fourier (UJF) Grenoble 1, et non destinée à une utilisation collective, gratuite ou payante.