GENERALITES SUR LA STRUCTURE DE LA MATIERE, RAYONS X PRODUCTIONS ET PROPRIETES
INTRODUCTION :
Wilhelm Conrad Röntgen a découvert des rayons électromagnétiques en 1895 qu’il a appelé: Les Rayons X.
Le rayon x est une onde électromagnétique produite par la décélération d’électrons hors du noyau atomique.
CONSTITUTION DE LA MATIERE :
La matière est constituée d’atomes. L’atome étant lui-même constitué :
un noyau chargé (+) (positivement) composé des particules élémentaires dont les principales sont : les Protons chargés positivement (charge électrique ) et les neutrons dont la charge est neutre. Les protons et neutrons ont la même masse, et la somme de leurs masses représente la masse du noyau avoisinant celle de l’atome
des électrons chargés (-) (négativement ), qui ont une masse 1850 fois plus faible que les neutrons et protons.
L’atome reproduit donc un système solaire avec le noyau central chargé + autour duquel gravitent les électrons sur des orbites périphériques.
L’atome est électriquement neutre, car le nombre de protons est égale au nombre d’électrons.
On définit par : A : le nombre de masse = nombre (protons + neutrons) = nombre de nucléons
Z : numéro atomique = nombre d’électrons
A – Z = nombre de neutrons
LES RAYON X :
Les rayons x sont des radiations électromagnétiques
Ils sont constitués de « photons » qui sont des petites particules dépourvus de charge électrique, transportant une quantité d’énergie E.
Ils sont caractérisées par :
-une longueur d’onde λ
-sa fréquence F
-son énergie E
-son intensité I
-sa vitesse de propagation v ou c
PRODUCTION DES RAYONS X
Les rayons X sont produit au niveau du tube à rayons X (tubes de Coolidge) qui est un tube à vide contenant un filament chauffé par une basse tension et une anode portée à une forte tension positive.
Les rayons X sont des photons qui sont émis si un faisceau d’électrons accélérés percute une cible matérielle : noyaux et électrons. Ces deux interactions sont de deux types : Freinage & Collision.
a) Le Freinage : interaction entre faisceau incidents d’électrons et noyaux donnant naissance au rayonnement de freinage qui est un spectre énergétique continu : Tube à RX.
b) La Collision : interaction entre électron incident (éi) et électron du milieu (ém). Celle-ci donne naissance a un rayonnement caractéristique (spectre de raie caractéristique de la cible ).
PROPRIETES DES RAYONS X
Certaines propriétés des RX doivent être connues pour comprendre l’application médicale des RX.
1-les RX sont capable de pénétrer et de traverser le corps humain. Au cours de cette traversée le faisceau subit un affaiblissement qui correspond a l’ABSORPTION.
L’ABSORPTION dépend :
* de l’épaisseur de la région traversée. Elle est d’autant plus importante que l’épaisseur est importante.
* de la nature du corps absorbant. Elle croit avec le numéro atomique des éléments absorbants.
* de la longueur d’onde. Elle varie dans le même sens que la longueur d’onde.
– Un rayonnement de grande longueur d’onde est très absorbable dont peu pénétrant : c’est un RAYONNEMENT MOU, de faible énergie.
– Un rayonnement de courte longueur d’onde est peu absorbable donc très pénétrant : c’est un RAYONNEMENT DUR, de forte énergie.
2-La diffusion : les RX produisent un rayonnement secondaire dans les corps qu’ils traversent. Ce rayonnement se compose essentiellement d’un rayonnement diffusé qui est d’autant plus important que le volume irradié est important et que les KV utilisés sont importants. Ce rayonnement se fait dans toutes les directions et représente un rayonnement parasite qui va atténuer le contraste de l’image du cliché.
3-Ils provoquent l’illumination de certains sels minéraux (scopie ou amplificateur de brillance et écrans renforçateurs).
4-Ils provoquent le noircissement des émulsions photographiques du cliché.
5-Ils se propagent en une ligne droite et dans toutes les directions.
6-Les RX ont des effets biologiques :
a-Au niveau moléculaire:
-lésions de l’ADN par effet direct ou par les radicaux libres
-anomalies chromosomiques
-altération de la perméabilité de la membrane cellulaire.
-modification de l’activité enzymatique.
-mort cellulaire
-transformation néoplasique
b-Effets pathologiques chez l’homme:
-La peau:
dose moyenne a élevée: erythème;desquamation;phlyctène;alopécie.
Tardivement: atrophie dermique , lésions vasculaires, nécrose,cancer
-l’œil: cataracte radio-induite postérieure sous capsulaire (1-10 ans)
-Gonades: testicules et ovaires : stérilité
-Os: radionécrose -Fracture du col du fémur
-Poumon: sd rétractile (poumon radique)
-Rein: radio néphrite responsable d’un insuffisance rénale.
-Foie: hépatite évolutive.
-Effets foeto-embryonnaires: surtout embryogenèse
-Effets génétiques: mutation par altération du chromosome
Tissu hématopoïétique:
¨¨¨doses faibles: légère diminution des éléments précurseurs avec récupération (1ere sem)
¨¨doses moyennes ou élevées: déplétion cellulaire importante avec récup ( longue + incomplète)
7-Proprietes optiques :
a-réflexion
Changement de direction du rayon incident à une surface réfléchissante.
L’angle de réflexion est égal à l’angle d’incidence.
Intensité du R réfléchi < R incident
b-réfraction :
Fléchissement d’un rayon incident à l’interface entre deux milieux de vitesse ou de densité différente
c-La diffraction :
c’est le comportement des ondes lorsqu’elles rencontrent un obstacle ou une ouverture
CONCLUSION
Les rayons X sont des rayonnements à caractéristiques ( longueur d’onde-intensité-énergie-fréquence).
Les rayons X sont produits par le tube radiogène.
Ils subissent les phénomènes (absorption-diffusion-ionisation)
Les rayons X peuvent être extrêmement dangereux à forte dose, on les utilise quotidiennement pour soigner les patients.
GENERALITES SUR LA STRUCTURE DE LA MATIERE, RAYONS X PRODUCTIONS ET PROPRIETES
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