GI
ginette63

Bonjour,

Est-ce que la dose absorbée à une profondeur donnée entre un phton de 365 keV est plus importante que celle d'un photon de 511 keV.

Si oui ou non, dites pourquoi?

Virginie

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D@rkstone

Une profondeur de quoi ?

GI
ginette63

Une profondeur de 10 mm d'eau.

VI
Victor

Il me semble que tu dois appliquer une loi d'adsorption qui donne une loi exponentielle d'adsorption pour toutes les matières mais pour l'eau est ces fréquence je sais pas une loi en I= I0 exp( -K.(d-do)/do t) K constante du matériaux, d-do epaisseur t temps

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fffred

En règle générale, plus le photon est rapide, moins il a le temps d'interagir avec la matière, donc moins il est absorbé.

VI
Victor

fffred
En règle générale, plus le photon est rapide, moins il a le temps d'interagir avec la matière, donc moins il est absorbé.

T'a déja vu des photons plus rapide que les autres Fffred ?
Peut être plus énergétique...
Je pense que t'as fourché ta langue

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fffred

moui moui désolé ... un abus de langage.
Je parlais d'impulsion bien sûr ^

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rastaman

:) je pense que non: nous ne somme pas dans un probleme de baliste, la profonduer d absorbtion est definie par le milieux recontrée, en l'occurence l'eau,ce qui change c'est l energie absorbée par le milieu :sol:

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fffred

Bien évidemment cela dépend du milieu, mais pour un milieu donné, cela dépend fortement de l'énergie du photon.

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rastaman

:) et alor pourquoi il irait plus profond?regarde dans la mer la lumiere ce decompose en penetrent dans l'eau,mais a une profondeur donnée plus un photon ne passent il sont tous bloquer

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D@rkstone

Pour une longueur d'onde donnée l'absorbance depend de la constante du milieu (lamda) et du trajet optique dans le milieu, pour les formules je me souvient plus (la honte la derniere fois que je l'ai utilisé c'était il y a un an)

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poppy

Bonsoir Virginie,

je pense que la page 1 de ce document te sera utile

http://www.chusa.jussieu.fr/pedagogie/p ... erapie.pdf

OS
Oswald_le_fort

Je dirais que la quantité est identique tant que les photons ont de l'énergie... Ca veut dire que si le moins énergétique arrive a traverser l'épaisseur d'eau, alors la quantité d'énergie déposée sera la même dans les deux cas. Si par contre l'épaisseur d'eau est suffisante pour l'absorber, alors le plus énergétique pourra encore déposer de l'énergie... Maintenant faut voir si 10mm d'eau suffisent pour arrêter un photon de 321 KeV... Et ca, je sais plus...

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fffred

à 30 keV , l'absorption de 10 mm d'eau est d'environ 20%. Il n'y a pas de résonnances atomiques à plus haute énergie pour l'eau, donc l'absorption à 300 ou 500 keV sera négligeable. La seule façon que l'eau absorbe à de telles énergies est de trouver une résonnance nucléaire, mais je n'y connais plus grand chose. Je pense néanmoins que l'absorption sera très faible.

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poppy

autre doc

http://www.cermep.fr/docs/cinotti/dosemwp.pdf

il est dit que la dose absorbée est égale à K (KERMA - Kinetic Energy Released per Mass unit) Energie cinétique deposée par unité de masse.

Relation entre KERMA et Fluence énergétique :
Puisque le KERMA n’est pas directement mesurable, nous allons tenter de l’estimer en raisonnant sur une portion du faisceau qui se comportera de façon idéale. Nous allons donc faire l’hypothèse d’un faisceau monoénergétique unidirectionnel qui traverse perpendiculairement une surface dS dans un matériau de coefficient d’absorption massique µ et de masse volumique p.

donc D = [K = µ/p.F]

et ce avec µ/p à 365 Kev et µ/p à 511 Kev

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rastaman

:) si je comprend, le photon aurait une masse?

VI
Victor

Très bonne question... En fait c'est des lois de statistique et pas des lois de mécanique

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poppy

je tente de répondre à la question posée, je cherche, je creuse, comme une énigme et je trouve cela marrant :)
le dernier document en lien me paraît intéressant et en relation avec l'énoncé, mais c'est peut-être faux, quelqu'un a-t-il la bonne réponse ? :bon:

GI
ginette63

Le photon n'a pas de masse. le µ/p correspond au coefficient d'atténuation massique du milieu traversé.

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fffred

poppy
je tente de répondre à la question posée, je cherche, je creuse, comme une énigme et je trouve cela marrant :)
le dernier document en lien me paraît intéressant et en relation avec l'énoncé, mais c'est peut-être faux, quelqu'un a-t-il la bonne réponse ? :bon:

Le dernier document que tu proposes donne des informations sur la méthode de mesure principalement. Le point sensible de la question est la distribution spectrale de la dose absorbée. Le reste ne permet pas de répondre à la question car cela ne varie pas en fonction de l'énergie du photon.

Comme je l'ai déjà dit, il y a de fortes chances que le photon à 511keV soit moins absorbé car il interagit moins avec la matière que le photon de 365keV. Mais il peut y avoir des résonances nucléaires, c'est-à-dire des transitions dans le noyau proches de 365keV qui pourraient absorber le photon. Cela est très difficile à savoir, car il y a une multitude de niveaux nucléaires de l'oxygène contenu dans H2O. Il faut faire appel, soit à un programme de simulation d'absorption (j'en connais pas), soit faire la mesure en laboratoire.

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Maulus

pourquoi 511 KeV précisément ?
c'est l'énergie des photons émit par l'annihilation matière / anti-matière sa !
c'est comme sa qu'on détecte cette annihilation dans le centre galactique :D

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poppy

merci fffred :jap:

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fffred

Maulus
pourquoi 511 KeV précisément ?
c'est l'énergie des photons émit par l'annihilation matière / anti-matière sa !
c'est comme sa qu'on détecte cette annihilation dans le centre galactique :D

C'est pas très étonnant que ce soit 511keV. Il suffit de produire du positronium en labo et hop.

GI
ginette63

Le photon de 511 keV provient du fluor 18 qui émetteur bêta +. Le bêta plus qui est un électron positif, lorsqu'il est suffisamment ralenti (vitesse quasiment nulle) va s'annihiler avec un électron du milieu et provoquer l'émission de 2 photons de 511 keV, à 180° l'un de l'autre.

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rastaman

:) et pourquoi sa changerait la profondeur de penetration puisque le taux absorbtion depend uniquement de la nature du milieu?

VI
Victor

ça dépends aussi de la longueur d'onde dans ces cas ça doit être voisin

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Maulus

je comprend pas non plus pourquoi un photon plus énergétique intéragis moins avec la matière...

VI
Victor

Parce que la matière lui est trop transparente... On appelle ça la section efficace... Un peu comme une balle de fusil traverserait une balle de foin sans faire beaucoup de dégâts

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fffred

Maulus
je comprend pas non plus pourquoi un photon plus énergétique intéragis moins avec la matière...

Plus un photon est énergétique, plus il y a de contraction des longueurs en quelque sorte. De façon intuitive, on comprend que pour une même épaisseur "au repos" de matériau à traverser, le photon y passe moins de temps s'il est très énergétique.
Or, s'il y passe moins de temps, il a moins le temps d'interagir avec les atomes qu'il a rencontrés.

Cela n'est peut-être pas très convaincant pour certains, mais cela se démontre très bien par l'utilisation de la section efficace. On peut calculer qu'elle diminue avec l'énergie.

Donc l'absorption ne dépend pas que de la nature du milieu, mais aussi (et surtout) de l'énergie du photon.

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Maulus

ginette63
Est-ce que la dose absorbée à une profondeur donnée entre un phton de 365 keV est plus importante que celle d'un photon de 511 keV.

donc on a la réponse ! mais par contre pour quantifier c'est une autre histoire apparement.
mais merci fred, j'ai pigé.. meme si je ne sais pas ce qu'est la section efficace :D

en tout cas j'imagine que c'est ce même phénomene qui fait que les photon qui sortent du soleil peuvent avoir jusqu'à 2 millions d'années. Ils restent coincés dans la haute agitation du plasma du noyau pendant très longtemps avant d'avoir l'occasion de s'échapper dans l'espace ! à l'inverse des neutrino qui eux passe a travers tout ! même dans un plasma a 10 millions de degrés !!

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bongo1981

La section efficace permet de quantifier la probabilité d'une collision ou non.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Section_efficace

Par exemple pour une boule de billard, de rayon R, l'on peut calculer la section efficace d'une boule sur une autre de même taille : 4piR² puisqu'il faut que l'une des boules pénètre dans un cylindre centré sur la première boule, de rayon 2 fois le rayon R pour être sûr qu'il y aura collision. (Un dessin serait plus clair).

En physique des particules, la section efficace permet de donner une probabilité de réaction. La section efficace se mesure en barn (10^-14)² m².

OS
Oswald_le_fort

Maulus : En effet, c'est exactement ca.

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Maulus

donc :
plus la longueur d'onde du photon est grande (et donc son énergie) plus le "tube" de probabilité d'interaction avec "autre chose" est mince ?
et par conséquent, le 511KeV pénétrera dans la matière, sans intéragir, plus profondément !

dans le cas du neutrino, on dit qu'il a une section éfficace quasi nul ou il en a une equivalente au photon mais c'est juste que sa charge éléctrique est nul donc quasi inopérant avec la matière.

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bongo1981

Maulus
donc :
plus la longueur d'onde du photon est grande (et donc son énergie) plus le "tube" de probabilité d'interaction avec "autre chose" est mince ?
et par conséquent, le 511KeV pénétrera dans la matière, sans intéragir, plus profondément !

Euh... tu voulais plutôt dire plus la longueur d'onde est petite, et plus son énergie est grande.

Par contre pour la probabilité d'interaction, j'émettrai une réserve... (ce n'est pas si simple, et il y a des pics de résonances dans le spectre d'énergie).

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Maulus

bongo1981


Maulus
donc :
plus la longueur d'onde du photon est grande (et donc son énergie) plus le "tube" de probabilité d'interaction avec "autre chose" est mince ?
et par conséquent, le 511KeV pénétrera dans la matière, sans intéragir, plus profondément !


Euh... tu voulais plutôt dire plus la longueur d'onde est petite, et plus son énergie est grande.


Par contre pour la probabilité d'interaction, j'émettrai une réserve... (ce n'est pas si simple, et il y a des pics de résonances dans le spectre d'énergie).

oui oui, pardon je me suis trompé.
encore une buche sur le chemin de ma compréhension... pfff :D

et... c'est quoi les piques de résonance ? c'est rapport à la résonance nucléaire du noyau dont parlait fred ? une probabilité que le photon ce fasse gober par l'atome d'oxygène ?

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fffred

Dans un de mes précédents posts sur ce même topic, j'ai déjà parlé de probables résonances (faut lire un peu plus attentivement maulus :D ).
Il s'agit de transitions au sein du noyau de l'atome : les nucléons peuvent interagir avec les photons mais uniquement si le photon a certaines énergies particulières (il est alors à une résonance). Mais même s'il n'est pas exactement à une de ces énergies, le photon peut quand même être absorbé. Donc si par hasard il y a une résonance pas loin de 365keV, eh bien malgré qu'il soit moins énergétique que 511keV, il pourra peut-être être absorbé.

Bref conclusion : c'est une question compliquée qui ne peut pas être résolue sans outils informatiques ou expérimentaux.

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Maulus

merci, j'avais bien lu ton post attentivement, mais je demandais quelques explications complémentaires que je viens d'avoir :D