Physique de base - Réponses
1. a. Faux. Les protons ont une charge positive. Les électrons ont une charge négative.
b. Vrai.
c. Vrai. Protons (numéro atomique (Z)) + neutrons (A - Z) = nombre de masse (A)).
ré. Faux. Les protons et les neutrons ont une masse. Les électrons ont une masse négligeable.
e. Faux. Après la capture d'électrons, le noyau peut augmenter son nombre de neutrons par rapport aux protons en capturant un électron de la couche K (p + e! N)
2. a. Faux. L'énergie de liaison est l'énergie dépensée pour éliminer complètement l'électron
de l'atome, contre une force positive du noyau.
b. Vrai. Le noyau exerce une traction plus forte sur les électrons internes que les électrons externes.
c. Faux. Les neutrons ont une charge de zéro et donc n'affectent pas l'énergie de liaison des électrons.
ré. Faux. Le rayonnement de Bremsstrahlung est produit à partir d'électrons filamentaires qui pénètrent dans la couche K et s'approchent du noyau. Un rayonnement caractéristique se forme lorsqu'un électron passe d'une enveloppe externe à une enveloppe interne, libérant un photon d'une énergie égale à la différence de l'énergie de liaison des deux coques.
e. Vrai. Dans l'absorption photoélectrique, lorsqu'un photon entre en collision avec un électron d'une coque interne, il éjecte l'électron, qui est alors appelé un photoélectron.
Énergie cinétique du photoélectron (Ek pour K-shell) = énergie de liaison de l'énergie du photon.
3. a. Vrai. Le rayonnement électromagnétique est nommé en fonction de la façon dont il est produit,
e. g. Rayons X (tube à rayons X), rayons gamma (noyaux radioactifs).
b. Faux. Les différents types de rayonnements électromagnétiques diffèrent dans leurs propriétés et sont constitués de photons, qui n'ont pas de masse ou de charge électrique.
c. Faux. Toutes les formes de rayonnement électromagnétique se déplacent avec la vitesse de la lumière dans le vide.
ré. Vrai. Le rayonnement électromagnétique produit un graphique sinusoïdal lorsque l'intensité du champ électrique ou magnétique est tracée en fonction du temps ou de la distance, en se déplaçant avec la vitesse (C). La force du champ de crête est appelée amplitude (A).
e. Faux. La fréquence (f) est le nombre de crêtes passant un point dans une seconde. L'intervalle entre les crêtes successives est appelé la période.
4. a. Faux. La fluence du photon est le nombre de photons à travers une section transversale du
faisceau (c'est-à-dire par unité de surface). L'addition des énergies des particules donne la quantité totale d'énergie par unité de surface et est appelée fluence énergétique.
b. Vrai.
c. Vrai. La longueur d'onde est la distance entre les crêtes, lorsque la force du champ
est tracé en fonction de la distance. La fréquence multipliée par la longueur d'onde est égale à la vitesse (l x f = V)
ré. Faux. La fréquence est proportionnelle à l'énergie des photons; le contenu de la proportionnalité s'appelle la constante de Planck.
e. Vrai.
5. a. Faux. Les rayons électromagnétiques proviennent d'une source ponctuelle et divergent, voyageant
en ligne droite, à moins d'être atténué.
b. Vrai.
c. Vrai. La loi du carré inverse indique que l'intensité du rayonnement émis par une source ponctuelle va diminuer en intensité, proportionnellement au carré de la distance de ce point, c'est-à-dire que la surface couverte par le faisceau augmente lorsque les rayons divergent d'un point; Cependant, le nombre de photons reste le même et par conséquent leur intensité diminue.
ré. Faux.
e. Faux. Les points importants à retenir concernant la loi de l'inverse carré sont:
je. La radiation provient d'une source ponctuelle.
ii. Il n'y a pas d'absorption ou de dispersion du rayonnement entre la source et le point de mesure.
6. a. Vrai. Le filament est chauffé en y faisant passer un courant électrique, appelé
le courant du tube, qui émet ensuite des électrons.
b. Faux. La tension du tube affecte l'énergie cinétique de chaque électron (keV), pas le courant du tube, c'est-à-dire le nombre d'électrons.
c. Faux. Les électrons sont libérés en chauffant le filament de la cathode.
ré. Vrai.
e. Faux. La collision des électrons avec le tungstène résulte principalement dans la production de chaleur, en raison de l'interaction avec les électrons extérieurs.
7. a. Faux. Environ 80% des rayons X émis par un tube sont Bremsstrahlung
radiation.
b. Vrai.
c. Vrai. L'énergie cinétique des électrons du filament doit dépasser l'énergie de liaison des électrons K-shell (70 keV pour le tungstène).
ré. Faux. Pour le tungstène: rayonnement Ka = énergie de liaison K-shell (70 keV) - énergie de liaison L-shell (12 keV) = 58 keV. Rayonnement Kp = énergie de liaison K-shell (70 keV) - énergie de liaison M-shell (2 keV) = 68 keV.
e. Faux. Comme l'énergie de liaison des électrons de la couche L est égale à 12 keV, l'énergie photonique produite lorsqu'un électron provenant d'une enveloppe externe occupe l'espace est trop petite pour quitter le tube (c'est-à-dire inférieure à 10 keV).
la même énergie, constituant un spectre de raies, c'est-à-dire la différence d'énergie de liaison entre les deux coques, qui est constante pour un matériau donné.
b. Faux. Il s'agit principalement d'électrons à filaments qui délogent des électrons K-shell.
c. Faux. La tension du tube et la tension du filament augmentent la vitesse de production des photons, mais n'influencent pas l'énergie du photon, qui dépend du nombre atomique du matériau cible.
ré. Vrai.
e. Vrai. Une augmentation du nombre atomique entraîne une augmentation de l'énergie de liaison des électrons et donc du rayonnement K.
9. a. Faux. Le rayonnement de Bremsstrahlung résulte principalement d'électrons filamenteux qui pénètrent dans la couche K et sont déviés par le noyau, ce qui entraîne la perte d'une partie de son énergie sous la forme d'un photon unique.
b. Vrai. Rarement, un électron peut entrer en collision avec le noyau, ce qui l'arrête complètement, résultant en un photon avec la même énergie que la tension du tube appliquée.
c. Faux. Ceci est vrai pour le rayonnement caractéristique. Cependant, le rayonnement de Bremsstrahlung produit des photons avec des énergies variables, résultant en un spectre continu.
ré. Faux. L'augmentation du nombre atomique du matériau cible entraîne une augmentation du nombre de photons, mais n'affecte pas l'énergie des photons, qui dépend de l'énergie des électrons (keV).
e. Vrai.
10. a. Faux. L'aire d'un graphe de spectre continu représente la production totale de
Les photons X émis à la suite du rayonnement de Bremsstrahlung, non le rayonnement caractéristique.
b. Vrai. L'augmentation de la tension du tube augmente la fréquence de production de photons à la suite du rayonnement caractéristique; cependant, il n'influence pas l'énergie des photons, qui dépend du matériau cible. Les photons produits par le rayonnement de Bremsstrahlung augmentent à la fois leur fréquence et leur énergie (keV).
c. Faux. Les photons d'une énergie inférieure à 20 keV sont absorbés par le tube de verre et n'atteignent pas le patient.
ré. Vrai. L'augmentation de la tension du filament augmente le nombre d'électrons entrant en collision avec le matériau cible, provoquant une augmentation du nombre de photons produits à la fois par le rayonnement caractéristique et le rayonnement de Bremsstrahlung.
e. Vrai. La tension du filament n'influence pas l'énergie photonique dans les rayonnements caractéristiques ou de Bremsstrahlung.
11. a. Faux. L'absorption et la diffusion des rayons X sont des processus stochastiques.
b. Vrai. L'atténuation est le nombre total de photons qui ont été éliminés, à la suite de la diffusion ou de l'absorption, du faisceau primaire après avoir traversé le matériau atténué.
c. Faux. Les rayons X transmis à travers le patient forment l'image primaire, tandis que les rayons X dispersés l'obscurcissent.
ré. Faux. Le HVL est l'épaisseur d'un matériau qui réduit l'intensité d'un faisceau mono-énergétique à la moitié de sa valeur, et non le nombre de photons.
e. Vrai. Le LAC est la probabilité qu'un photon interagisse (absorbé ou dispersé) par unité de longueur qu'il parcourt dans un matériau spécifique. Par conséquent, plus le LAC est élevé,
le HVL du matériau.
12. a. Vrai. Une augmentation de la densité entraîne une probabilité plus élevée qu'un photon
interagir avec un électron lorsqu'il traverse le matériau.
b. Faux. Une augmentation du nombre atomique entraîne une probabilité plus élevée qu'un photon interagisse avec un électron (effet photoélectrique) lorsqu'il passe à travers le matériau et par conséquent réduit le HVL.
c. Vrai. Une réduction de la tension du tube entraîne une réduction de l'énergie des photons, ce qui signifie qu'il est plus susceptible d'être atténué lorsqu'il traverse le matériau.
ré. Faux. La tension du filament augmente le nombre de photons mais pas l'énergie des photons.
e. Faux. Un faisceau étroit entraîne une plus petite quantité de dispersion.
13. a. Faux. Ceci n'est vrai que pour un faisceau mono-énergétique. Les faisceaux de rayons X consistent en
photons avec des énergies variables (poly-énergétique).
b. Vrai. Ceci est connu comme la loi exponentielle.
c. Faux. Le durcissement des faisceaux résulte de la réduction proportionnelle des photons de faible énergie par rapport aux photons de haute énergie lorsque le faisceau traverse un matériau.
ré. Vrai. À la suite du durcissement du faisceau, le pouvoir pénétrant du faisceau augmente, ce qui entraîne une augmentation du HVL.
e. Faux. L'équipement de protection ne fournit pas de protection contre le faisceau primaire, seulement les rayons atténués.
ou des électrons libres.
b. Vrai.
c. Faux. L'absorption photoélectrique est l'interaction de photons X avec une enveloppe interne ou un électron «lié».
ré. Vrai. Une augmentation du nombre atomique entraîne une probabilité plus élevée qu'un photon interagisse avec un électron (effet photoélectrique) lorsqu'il traverse le matériau.
e. Vrai. Ceci est également connu sous le nom de diffusion cohérente et se produit lorsque le photon n'a pas assez d'énergie pour surmonter l'énergie de liaison d'une enveloppe électronique et donc «rebondit» sans perte d'énergie.
15. a. Faux. L'interaction Compton fait référence à l'interaction de photons incidents avec des
ou des électrons lâchement liés seulement.
b. Vrai. L'atténuation diminue généralement avec l'augmentation des énergies des photons. Cependant, le taux de diminution est beaucoup plus élevé pour l'atténuation photoélectrique que pour l'atténuation Compton.
c. Faux. L'augmentation de la tension du tube entraîne une augmentation de l'énergie des photons (keV) qui, à son tour, provoque moins de dispersion latérale.
ré. Vrai. Plus l'angle de diffusion est grand, plus l'énergie et la portée des électrons de recul sont grandes.
e. Vrai.
16. a. Faux. L'effet photoélectrique implique un photon incident enlevant une borne
électron de sa coquille, résultant en le trou créé être rempli par des électrons à partir des coquilles externes, provoquant l'émission de rayonnement caractéristique.
b. Faux. Contrairement à l'effet Compton, l'énergie du photon incident est complètement absorbée après la collision avec l'électron et le photon disparaît, ce qui entraîne l'absence de photons diffusés.
c. Vrai. Le baryum a un nombre atomique plus élevé que le tissu humain et produit donc un rayonnement caractéristique à la suite de l'effet photoélectrique, avec suffisamment d'énergie pour sortir du patient et agir comme dispersion.
ré. Faux. L'éjection de l'électron entraîne la production d'un rayonnement caractéristique et d'un électron éjecté (appelé photoélectron).
e. Vrai. Le rayonnement caractéristique produit par l'effet photoélectrique est absorbé presque immédiatement dans un matériau à faible nombre atomique, ce qui entraîne l'éjection d'un autre électron de basse énergie (électron Auger).
17. a. Vrai. Rayonnement caractéristique produit à la suite de l'effet photoélectrique,
matériau à faible nombre atomique, a une faible énergie photonique et est absorbé presque immédiatement par le matériau.
b. Vrai. L'énergie des photons incidents doit être supérieure à l'énergie de liaison de l'électron pour l'éjecter de sa coquille.
c. Faux. Une augmentation de l'énergie des photons entraîne des électrons de recul avec une énergie et une pénétration plus élevées.
ré. Vrai. La réduction de la tension du tube entraîne une réduction de l'énergie photonique, ayant un double effet:
je. Il y a plus de diffusion latérale et moins de diffusion vers l'avant vers le film
ii. Les rayons diffusés sont moins pénétrants.
e. Faux. L'énergie du photon incident, dans l'effet photoélectrique, est absorbée par l'élimination de l'électron (énergie de liaison) et le reste devient l'énergie cinétique de cet électron. Energie cinétique du photoélectron = énergie de liaison à l 'énergie du photon (Ek ou EL). Par conséquent, un nombre atomique supérieur entraîne une énergie de liaison plus élevée et donc un photoélectron avec un
énergie inférieure.
18. a. Faux. La probabilité que l'absorption photoélectrique se produise diminue à mesure que
l'énergie des photons est réduite.
b. Vrai. Total LAC = LAC Compton LAC + photoélectrique. La densité du matériau influence les deux types d'atténuation.
c. Faux. Il est indépendant du nombre atomique car il implique seulement l'interaction avec des électrons libres.
ré. Vrai.
e. Vrai. La probabilité que l'effet Compton se produise est proportionnelle à la densité physique du matériau, ainsi qu'à la densité électronique.
19. a. Faux. L'énergie de liaison K-edge est supérieure à l'énergie de liaison L-edge.
b. Faux. À mesure que l'énergie des photons augmente, l'atténuation photoélectrique diminue entre la couche L et la couche K.
c. Faux. Le numéro atomique du tungstène est 74. Son énergie de liaison K-shell est de 70 keV.
ré. Vrai. Lorsque l'énergie des photons atteint EL, l'interaction avec les électrons de la couche L devient possible et l'absorption photoélectrique augmente.
e. Vrai.
n'implique que des électrons libres dont l'énergie de liaison est négligeable.
b. Faux. À mesure que l'énergie des photons augmente, le taux d'absorption photoélectrique diminue plus que l'effet Compton. Par conséquent, à haute énergie photonique, l'effet Compton prédomine encore.
c. Vrai. L'effet Compton prédomine dans les matériaux à faible nombre atomique, par ex. l'air, l'eau et les tissus.
ré. Faux. L'absorption photoélectrique prédomine dans les matériaux à nombre atomique élevé,
e. g. plomb et contraste moyen.
e. Faux.
21. a. Faux. Les positrons sont des électrons chargés positivement qui résultent de la désintégration radioactive.
b. Vrai. Les particules bêta sont produites à la suite de la désintégration radioactive. Semblables aux photoélectrons (effet photoélectrique) et aux électrons de recul (effet Compton), ils voyagent à travers le matériau et interagissent avec la couche externe des atomes proches, les rendant ainsi ionisés ou excités.
c. Faux. La collision d'un positron avec un électron chargé négativement entraîne deux photons gamma.
ré. Vrai.
e. Vrai.
22. a. Faux. La filtration vise à éliminer une grande proportion de photons de plus faible énergie, ce qui
sont principalement absorbés par le patient et ne contribuent pas à l'image.
b. Vrai. Le logement de tube fait partie de la filtration inhérente avec l'huile isolante, les insertions de verre et la cible elle-même.
c. Vrai. L'absorption photoélectrique est inversement proportionnelle à l'énergie des photons et atténue donc les photons d'énergie inférieure.
ré. Vrai. Filtration totale = filtration intrinsèque + filtration ajoutée.
e. Faux. Le cuivre a un nombre atomique plus élevé que l'aluminium et donc une plus grande efficacité d'absorption photoélectrique.
23. a. Faux. L'intensité se réfère à l'énergie totale par unité de surface, passant par unité de temps, qui
est réduit par filtration.
b. Vrai. La filtration entraîne un durcissement du faisceau, ce qui se traduit par un faisceau plus pénétrant et une augmentation du HVL.
c. Faux. La filtration provoque l'augmentation de l'énergie des photons de pic, c'est-à-dire le niveau d'énergie que possèdent les plus grands nombres de photons.
ré. Faux. La filtration augmente les photons minimum et effectif, c'est-à-dire ceux qui contribuent à l'image.
e. Vrai. La filtration réduit la dose de peau tout en ayant peu d'effet sur l'image.
24. a. Faux. Le nombre d'électrons (courant du tube, mA) est contrôlé par le filament
Tension.
b. Vrai. Bien que le nombre d'électrons de filaments produits ne soit pas affecté par kV, le nombre de photons créés dans la cible par électron diminue avec une réduction de kV, par ex. nombre de photos à 10 mA, 90 kV> nombre de photons à 10 mA,
60 kV.
c. Vrai. L'intensité du faisceau est la quantité totale d'énergie par unité de surface passant par unité de temps.
ré. Faux. Le HVL diminue lorsque la pénétration du faisceau diminue.
e. Vrai. En raison d'une réduction de l'énergie des photons, le taux d'atténuation photoélectrique augmente plus que le taux d'atténuation de Compton.
25. a. Faux. Cela se traduit par une absorption plus photoélectrique des photons de basse énergie
et donc une réduction de l'énergie totale par unité de surface passant par unité de temps (intensité du faisceau).
b. Vrai. L'augmentation du courant du tube entraîne une augmentation du nombre d'électrons entrant en collision avec la cible et augmente donc le nombre de photons produits par le rayonnement caractéristique et le rayonnement de Bremsstrahlung.
c. Faux. Selon la loi du carré inverse, l'intensité du faisceau est inversement proportionnelle à la distance, tant que le rayonnement provient d'une source ponctuelle et qu'il n'y a pas d'absorption ou de dispersion.
ré. Vrai. L'augmentation de la tension du tube entraîne une augmentation de l'énergie cinétique des électrons entrant en collision avec la cible, ce qui entraîne une augmentation de l'intensité du faisceau de photons.
e. Faux.
26. a. Vrai. Nucleon est un terme collectif pour les neutrons et les protons. Le nombre de masse est le
nombre de neutrons et de protons dans un atome.
b. Faux. Un positron est un électron chargé positivement qui est éjecté après la désintégration radioactive.
c. Faux. La coquille externe (coquille de valence) influence les propriétés chimiques, thermiques et optiques d'un atome.
ré. Vrai.
e. Vrai.
La majorité d'entre eux est perdue sous forme de chaleur lors d'une collision avec la cible.
b. Faux. Cela entraîne une propagation de la chaleur sur une zone réduite.
c. Faux. L'angle cible est l'angle entre la cible et le faisceau de photons central. La réduction de l'angle cible pour une taille de point donnée augmente la surface sur laquelle la chaleur est répartie et améliore donc sa cote de chaleur.
ré. Vrai.
e. Vrai. Une anode tournante entraîne l'étalement de la chaleur sur une plus grande surface et constitue l'une des méthodes utilisées pour réduire le chauffage de la cible.
28. a. Faux. Nucleon est un terme utilisé pour décrire les protons et les neutrons. Désintégration bêta-positive
aboutit à la conversion d'un proton en un neutron plus un électron. Par conséquent, le nombre de nucléons est inchangé.
b. Faux. Les nucléons sont égaux à la masse atomique (c'est-à-dire protons + neutrons).
c. Faux. La différence entre le nombre de masse et le nombre de protons est égale au nombre de neutrons.
ré. Faux. Les protons ont une charge positive et les neutrons sont sans charge.
e. Vrai. Le nombre de protons (c'est-à-dire le nombre atomique) influence la liaison
énergie.
29. a. Vrai. Le rayonnement X caractéristique est émis lorsqu'un électron provenant de l'extérieur
La coquille remplit le trou dans la coquille K laissée par l'électron capturé.
b. Vrai. Les positrons entrent en collision avec une particule bêta négative, ce qui entraîne la production de photons gamma de 511 keV chacun.
c. Vrai.
ré. Faux. Les photons peuvent être dispersés dans n'importe quelle direction; Cependant, les électrons sont projetés latéralement ou vers l'avant seulement.
e. Faux.
30. a. Vrai. Ceci est connu comme désintégration bêta-négative (p ~) et entraîne la conversion d'un
neutron à un proton, augmentant ainsi le nombre atomique.
b. Faux. Le taux de décroissance dépend de la caractéristique du radionucléide et n'est pas affecté par des facteurs tels que la chaleur ou les réactions chimiques.
c. Faux. Les isomères ont des états de demi-vie et d'énergie différents, mais les mêmes nombres atomiques et massiques.
ré. Vrai. Cela peut se produire soit par une désintégration bêta-positive (p +), soit par une capture d'électrons K, les deux entraînant la réduction du nombre de protons et donc du nombre atomique.
e. Faux. Les positrons entrent en collision avec des particules bêta négatives, ce qui entraîne la conversion des deux masses en énergie.