Faculté de physique et ingénierie

UE 3 - Semestre 3 - Interaction rayonnement matière / effets biologiques

  • Cours (CM) 18h
  • Cours intégrés (CI) -
  • Travaux dirigés (TD) -
  • Travaux pratiques (TP) -
  • Travail étudiant (TE) -

Langue de l'enseignement : Français

Description du contenu de l'enseignement

Introduction: Les rayonnements ionisants (neutres, chargés, avec ou sans masse, énergies, ordres de grandeurs). Les rayonnements non-ionisants (exemple de la RPE, et de la RMN). Généralités sur la matière (semi-conducteurs, matière moléculaire, solides, liquides). Couplage rayonnement matière.
Interactions des photons X et g avec l’atome : Effet photoélectrique, diffusion Thomson-Rayleigh, diffusion Compton, création de paires. (sections efficaces et distributions spatiales électroniques).
Interaction des rayonnements avec la molécule : Excitations naturelles de la molécule (modes propres électroniques et vibrationnels, énergies, fréquences). Ionisation moléculaire (ionisation directe, autoionisation, transfert de charge). Processus uni et bimoléculaires induits (conversion interne, conversion inter-système). Exemple de la scintillation et de ses applications.
Pertes d’énergie dans la matière continue : Particules chargées légères et lourdes (ralentissement électronique et nucléaire, traces nucléaires, effet Cerenkov, rayonnement de freinage, noyaux et électrons de basses énergies, positons). Particules neutres (neutrons rapides et neutrons thermiques, transport, diffusions élastique et inélastique, capture, sections efficaces et parcours). Photons (atténuation, absorption, diffusion). Exemple de calcul des caractéristiques d’une trace nucléaire. Effets physico-chimiques des rayonnements : Processus physico-chimiques induits dans les solides et liquides moléculaires (espèces radicalaires formées, effets transitoires et permanents). Exemple de la radiolyse.
Effets biologiques des rayonnements : Effets moléculaires : dommages photo- et radio-induits à l’ADN en tant que principale cible au niveau de la cellule (effets directs et indirects, coupures simples et doubles brins, pontages, effets radiolytiques). Effets cellulaires : létalité, mutagénèse, cancérogénèse, facteurs de radiosensibilité cellulaire. Exemple de l’apoptose radio -induite.
Effets pathologiques des rayonnements ionisants : Effets déterministes et stochastiques (origines et caractéristiques, expositions globale et partielle, comparatifs, évaluation des risques), sources d’information sur la cancérogénèse (études in vivo, animales ou épidémiologiques). Extrapolation des risques de cancers aux faibles doses et débits de doses, risques sur l’ensemble de la vie, risques héréditaires. Exemple des irradiés d’Hiroshima.

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