UE3B . Concours PACES radioactivité. 
 

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2015.
Question 3.
Quelles sont les propositions exactes ?
1) Le magnésium présente une masse atomique de 24,3050 u, du fait de la présence de 3 isotopes : 24Mg, 25Mg et 26Mg, présents selon un rapport approximatif 50/25/25. Faux.
24 x0,50 +25 x0,25 +26 x0,25 = 24,75 u
2) L’énergie de liaison moyenne par nucléon du noyau d’hydrogène est environ deux fois moindre que celle du noyau de deutérium.
3) Les énergies des antineutrinos peuvent être supérieures à l’énergie des particules p' avec lesquelles ils sont émis.
4) Après un temps correspondant à 10 demi-vies, la radioactivité d’un échantillon est réduite de plus de 1000 fois.
La radioactivité est réduite de 210 = 1024 fois.
5) Le 14C présent dans l’atmosphère est produit constamment à partir de l’oxygène de l’air.
Bombardement des noyaux d'azote par les neutrons cosmiques.
 A: 1+3 ;  B: 1+4 ; C: 2+5 ;  D: 3+4;  E: Autre réponse.

Question 4.
Quelles sont les propositions exactes ?
1) Les rayonnements gamma ont des parcours moyens de plusieurs dizaines de mètres dans l’eau. Faux.
De 10 à 50 cm.
2) Les lésions moléculaires induites par les rayonnements ionisants affectent principalement les protéines.
3) La dose efficace annuelle par irradiation naturelle est de l’ordre de 2 Sieverts.
4 millisieverts par an.
4) La réponse d’un détecteur fonctionnant en mode chambre d’ionisation dépend de l’énergie de la particule détectée.
5) Les compteurs à scintillation liquide permettent de détecter les rayonnements β de faible énergie.
A: 1+3 ;  B: 1+5 ; C: 2+4 ; D: 4+5 ; E: Autre réponse

Question 5.
Quelle est la réponse exacte ?
Soit un échantillon de 131I. Son activité est mesurée à l’aide d’un compteur Geiger à 5 jours d’intervalle. Lors de la première mesure, son activité est de 200 désintégrations par minute. Au bout de 5 jours, son activité résiduelle est de 130 désintégrations par minute.
Calculer sa période de demi-vie T.
A:8,9 jours ;  B:4,02 jours ;  C:1,08x106 s;  D:516 s ;  E: Autre réponse.
Loi de décroissance radioactive : A = A0 exp (-lt) ;
l = ln(A0/A) / t =ln(200 / 130) / 5 = 8,6 10-2 jour-1.
T = ln2 / l = ln2 /(8,6 10-2)=8,05 jours.

Question 6.
Quelle est la réponse exacte ?
Le 14C se décompose par désintégration ß- en 14N avec un temps de demi-vie de
5730 ans. Donner l’énergie cinétique maximale des particules β émises, sachant que les masses des atomes de 14N et de 14C sont respectivement de 14,003074 u et de 14,003241 u.
On rappelle que les masses du neutron, du proton et de l’électron sont respectivement de 1,008665 u ; 1,007276 u et 0,000549 u.
Avec 1 u = 931,5 MeV/c2 ; 1 eV= 1,602177x10-19 J et c = 3x108 m/s.
A: 167 eV ; B: 7,17MeV ; C: 2,49x10-14 J ;  D: 1,12x10-12 J ; E: Autre réponse.
146C ---> 147N + 0-1e +antineutrino.
Dm =m(147N) +m( 0-1e) -m(146C) =14,003074+0,000549-14,003241=3,82 10-4 u.
3,82 10-4 x 931,5=0,356 MeV ou 0,356 *1,6 10-13 =5,7 10-14 J.
Cette énergie se partage entre trois corps, l'antineutrino, la particule ß- et le noyau d'azote 14
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2014.
Question 3.
Quelle(s) est(sont) la ( les) proposition(s) exacte(s) ?
1) Le rayonnement de freinage résulte de l'interaction d'électrons accélérés avec les noyaux de la cible.
2) L’énergie d'une réaction d'annihilation est produite sous forme de chaleur.
3) Dans le corps humain, les neutrons sont essentiellement ralentis par des éléments comme le calcium et le phosphore.
4) Le transfert linéique d'énergie moyen des photons g est équivalent à celui des rayonnements ß.
5) L'effet de matérialisation résulte de l'interaction de photons g avec les électrons  de la cible.
 A: 1+3 ;  B : 1+4 ; C : 2+5 ; D : 3+4 ; E : Autre réponse.

Question 4.
Quelle(s) est(sont) la ( les) proposition(s) exacte(s) ?
1) Pour des irradiations par des rayonnements de haut transfert linéique d'énnergie, la survie cellulaire S varie avec la dose D de rayonnement selon une loi S = aD+b.
2) La mort cellulaire par irradiation est définie comme la perte irréversible de la capacité de prolifération cellulaire.
3) La dose équivalente délivrée à un organe ou un tissu est donnée par le produit de la dose moyenne absorbée par un facteur de pondération tissulaire..
..... produit de la dose moyenne absorbée par un facteur de pondération des rayonnements.
4) En irradiation générale, une exposition à une dose supérieure à 100 Gy induit la mort en quelques heures.
5) Les chambres d'ionisation permettent des mesures de débits de dose absorbée.
A: 1+2+3 ; B : 1 +3 +5 ; C : 2+3+4 ; D : 2+4+5 ; E : autre réponse.

Question 5.
La datation au carbone 14 est utilisée pour dater le décès de victimes de la peste. L'activité de l'échantillon mesurée en 2010 était de 12,57 coups par minute. Si l'activité du même échantillon était de 15 coups  par minute au moment du décès, quelle est l'année approximative du décès ?
temps de demi-vie du carbone 14 T = 5730 ans.
Quelle est la proposition exacte ?
A : 1460 ; B : 550 ; C : 1350;  D : -1350 ;  E : Autre réponse.
Constante radioactive l = ln2 /T = ln2 / 5730=1,21 10-4 an-1.
Loi de décroissance radioactive :A = A0 exp(-lt) ; ln (A0/A) = lt ; t =ln(15/12,57) / (1,21 10-4)=1460 ans.
Année du décès : 2010-1460 =549.

Question 6.
Un individu a été irradié au niveau de son poumon par un rayonnement gamma de 0,1 MeV. La dose absorbée est de 1 Gy. Quelle épaisseur de plomb aurait été nécessaire pour que la dose au niveau du poumon soit limitée à 0,06 Sv ?
Le facteur de pondération des rayons gamma est de 1, le facteur de pondération tissulaire pour le poumon est de 0,12 et la couche de demi-atténuation du plomb pour le rayonnement gamma utilisé est de 0,12 cm.
Quelle est la proposition exacte ( en cm) ? A : 2,35; B: 0,12;  C : 0,21;  D : 2,1 ; E : Autre réponse.
Dose efficace =0,12 Sv. Dose au niveau du poumon = ½ x dose efficace.
L'épaisseur de plomb est égale à la couche de demi-atténuation.









2013.
Question 4.
Quelle(s) est(sont) la ( les) proposition(s) exacte(s) ?
1) Dans la courbe de stabilité des nucléides, un noyau émetteur ß+ se trouve au dessus de cette courbe.
2) Au cours d'une émission g, un atome passe d'un état électronique excité à son état fondamental.
L'émission g concerne les niveaux d'énergie du noyau atomique et non pas les niveaux d'énergie électroniques.
3) Le parcours d'un rayonnement g dans la matière dépend de l'énergie de ce rayonnement et de la composition atomique de la matière.
4)  A des doses de l'ordre du Gray, la grande majorité des lésions de l'ADN induites par une irradiation ionisante n'a aucune expression bilolgique car la plupart  des lésions radio-induites sont réparées par les mécanismes de réparation de la cellule..
5) La curiethérapie consiste à injecter ou à administrer par voie orale, une source radioactive non scellée, sous forme liquide ou de gélule.
La source radioactive scellée est placée à proximité ou à l'intérieur de la zone à traiter.
A : 1+2 +3 ; B : 1+3+4 ; C : 2+3+5 ; D : 2+4+5 ; E : Autre réponse

Question 5.
Le 137Cs se désintègre par désintégration ß selon l'équation :
13755Cs --> 13756Ba + 0-1e + antinneutrino.
Calculer l'énergie moyenne de liaison par nucléon 13755Cs.
Masse des atomes :m(13755Cs) = 136,9070895 u ; m(13756Ba) = 136,9058274 u.
 1u = 1,66 10-27 kg =931,5 MeV; 1 eV = 1,6 10-19 J ;  m(0-1e) = 5,4858 10-4 u.
mn=1,008665 u ; mp = 1,007276 u.
Quelle est la proposition exacte ?
A) 8,39 MeV ; B) 8,18 MeV ; C) 9,34 meV ; D) 10,36 MeV ; E) autre réponse.
Le noyau de 13755Cs compte 55 protons et 137-55 = 82 neutrons.
Masse du noyau de césium= 136,9070895-55 x 5,4858 10-4 = 136,8769176 u
Valeur absolue du défaut de masse  : 82 mn +55 mp -m(13755Cs)=82 x 1,008665+55 x1,007276-136,8769176=1,2338 u.
1,2338 x 931,5=1149,28 MeV.
Energie de liaison par nucléon : 1149,28 / 137 = 8,39 Mev / nucléon.

Question 6.
Pour la désintégration précédente, calculez l'énergie cinétique maximale des particules  ß- émises.
A: 1,687 MeV ;  B : 1,053 MeV ; C : 1,176 MeV ; D : 2,683 MeV ; E : Autre réponse.
Masse du noyau de baryum= 136,9058274 -56 x 5,4858 10-4 = 136,8751070 u.
Valeur absolue de la perte de masse : m(13756Ba) + m(0-1e) -m(13755Cs) = 136,8769176-136,8751070 -5,4858 10-4 =0,0012621 u.
soit 0,0012621 x 931,5 = 1,175 MeV.

2012
Question 3.
Quelle(s) est(sont) la ( les) proposition(s) exacte(s) ?
1) Une émission alpha est accompagnée d'une émission de neutrinos..
2) L'émission ß- du 99mTc est utilisée pour les scintigraphies.
3) La demi-vie d'un échantillon radioactif est le temps au bout duquel son activité est réduite à la fraction I/e de sa valeur initiale.
4) L'énergie solaire est due à un ensemble de réactions, appelée chaîne proton-proton..
5) Les particules alpha présentent un trajet linéaire dans la matière.
A: 1+2 ; B : 2+4 ; C : 3+5 ; D : 4+5 ; E : autre réponse.

Question 4.
Quelles sont les propositions exactes ?
1) Un écran métallique permet d'arrêter efficacement les neutrons.
2) Le transfert linéique d'énergie correspond au rapport de l'énergie déposée par une particule dans un volume donné sur sa longueur moyenne de la trajectoire de la particule.
3) Les valeurs des transferts linéiques d'énergie des rayonnements g et des neutrons sont voisines.
4) La mort cellulaire par irradiation est le résultat de lésions moléculaires affectant principalement les lipides et les protéines.
5) En radioprotection, la dose efficace correspond à la somme des doses absorbées par tous les tissus, pondérée par des facteurs tenant compte  de la nature des tissus et des rayonnements.
A: 1+3 ; B : 2+4 ; C : 2+5 ; D : 3+4 ; E : autre réponse.

Question 5.
Quelles sont les propositions exactes ?
1) Les doses efficacesq et équivalentes sont exprimées en Sievert.
2) Les rayonnements cosmiques sont la cause principale de l'irradiation naturelle.
3) La gravité d'un cancer radio-induit est dépendante de la dose absorbée.
4) En curiethérapie, les sources radioactives sont placées à l'intérieur du corps du malade.
5) Un compteur Geiger-Muller permet de mesurer l'énergie des rayonnements.
A : 1+3 ; B : 1+4 ; C : 2+5 ; D : 3+4 ; E : autre réponse.

Question 6.
Quelle est la réponse  exacte, en année ?
La demi-vie d'un élément radioactif est T = 3,8 105 ans. Déterminer le temps nécessaire pour que l'activité résiduelle de ce radioélément soit divisée par huit par rapport à son activité initiale.
A : 4,7 104 ; B : 7,5 106 ; C :1,14 106 ; D : 8,8 107 ; E :Autre réponse.
8 = 23 ; l'activité résiduelle est égale à l'activité initiale divisée par 8 au bout de 3 demi-vie soit 3 x 3,8 105 =1,14 106 ans.



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