Évaluation sur le chapitre 1 de Physique : La médecine nucléaire

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Exercice 1 : (6 points)Compléter le tableau suivant avec les chiffres manquants (en haut et en bas), le type de radioactivité et l'équation de désintégration (sans justifier):Noyau père Noyau fils Type de

radioactivitéÉquation de désintégration

40?K ?

?Ca

214?Po ?

?Pb

19?Ne ?

?F

Exercice 2 : (6,5 points)La curiethérapie est une technique qui consiste à implanter temporairement dans une tumeur, ou à proximité d'une tumeur, des sources radioactives. Ces sources émettent des rayonnements qui détruisent les cellules tumorales qu'ils traversent.

Pour détruire certaines tumeurs, on utilise des fils d'iridium 19277Ir à partir duquel on obtient, par

désintégration, un noyau de platine 19278Pt , une particule chargée ainsi qu'un rayonnement .

1. Déterminer la composition des deux noyaux cités dans le texte.2. Quel est le point commun entre ces deux noyaux? Sont-ils isotopes?3. a) Écrire l'équation de désintégration de l'iridium 192 en justifiant.b) En déduire la particule émise et le type de radioactivité.4. Les fils d'iridium doivent être remplacés lorsque l'activité est diminuée de moitié. Au bout de combien de mois faudra-t-il remplacer les fils d'iridium radioactifs introduits dans la tumeur.

Donnée : période de désintégration de 19277Ir , T=74 jours.

Exercice 3 : (7,5 points)

Le radio-isotope technétium 9943Tc est l'un des radio-éléments les plus utilisés en imagerie

médicale. Il joue un rôle de marqueur dans de nombreuses molécules biologiques. Sa demi-vie est de 6 heures.

1. Le 99Tc est émetteur + . Écrire l'équation de sa désintégration en justifiant.

2. Pour une scintigraphie, on utilise une source radioactive au 99Tc d'activité égale à 7.107 Bq.

Cet examen dure 20 minutes.Calculer le nombre total N de désintégrations au cours de cet examen. On considère que l'activité reste constante.

3. Les positons formés s'annihilent au cours des chocs avec des électrons et produisent un rayonnement . L'énergie E1 de chaque photon émis lors d'une seule désintégration est égale à 2,3.10-14 J.Si tous les photons sont absorbés, calculer l'énergie reçue par le patient durant cette scintigraphie.4. La masse du patient est de 60 kg. Calculer la dose absorbée par ce patient.5. Le facteur de pondération des photons est égal à 1. Quelle est la dose équivalente correspondante?6. Cette valeur correspond-elle à celle indiquée dans le tableau ci-dessous pour une scintigraphie?

Expositions globales

Un an dans une région granitique De 3 à 10 mSvUn an en altitude de 2000 m 0,6 mSvUn an par les rayons cosmiques 0,3 à 0,5 mSv

Expositions partielles

Scintigraphies 0,03 à 0,08 mSvRadiographie pulmonaire 0,5 à 1 mSvTraitement de la thyroïde 70 mSv (en moyenne pour le corps)Irradiation d'une tumeur Plus de 20000 mSv