Rayons mous

[chihiro]

Bonsoir
Je ne comprends pas le lien entre effet Compton et effet photoélectrique avec la notion de rayon mou et dur...
est ce que un rayon mou sera très atténué car son énergie est faible et du coup elle sera transférée à l'électron de la matière rencontrée lors d'effet photoélectrique , donc on aura pas de rayon diffusé donc tout est atténué ? ( j'ai du mal à lier toutes ces idées ), pouvez vous m'expliquer tout ça s'il vous plait ?
Mercii d'avance

[LuluLaTortue]

Salut Chihiro (toujours pas Nausicaa dans ton cœur ?)

Déjà je tiens à m'excuser du temps de réponse, j'espère que l'explication en vaudra le coup

Je vais essayer de t'expliquer tout ça par étape :

1. Types de rayons X

Au début de tout, tu as 2 sortes de rayons X :
- Les rayons X mous : peu énergétiques
- Les rayons X durs : très énergétiques

Ces rayons X sont obtenus au dépend de la vitesse et de l’angle de déviation de l’électron incident. Plus la tension au sein de ton tube à rayons X est importante plus tes rayons X seront des rayons durs au bout de toute la machinerie.

Première chose que tu peux retenir ici c’est que :
- Un photon X mou traverse peu la matière
- Un photon X dur traverse la matière énormément

Le rayon X dur très énergétique n’a pas d’interaction avec la matière. Pour autant celui-ci reste très irradiant pour le patient.
Le rayon X mou peu énergétique interagie très vite avec la matière. On dit qu’il est absorbé par celle-ci. Il reste tout de même irradiant.

2. Types d’interactions

Effet photoélectrique :
- Le photon incident donne toute son énergie à un électron du cortège d’un atome de la matière cible
- Du coup le photon est absorbé par la matière et l’électron cible est éjecté (c'est lui qui va créer l’irradiation pour le patient).

L’énergie de liaison des électrons est importante notamment celle des électrons des couches profondes. Or ils ne sont pas du tout comparables avec les photons X durs, qui sont très très très énergétiques.
C’est pour ça que ce sont les photons X mou qui interagissent avec ces électrons-là. Pour que leur énergie en intégralité soit transmise sans qu’il n'y ait perte ni excès d’énergie. L’énergie est totalement transmise à l’électron des couches profondes.

Voilà pourquoi on dit que l’effet photoélectrique est prédominant lorsque :
- Les rayons X sont plutôt mous
- La matière est très dense : là où il y a beaucoup d’électrons


Effet Compton :
- Le photon incident ne donne qu’une partie de son énergie (plutôt faible) à l’électron du cortège de la matière cible
- Le photon n’est pas absorbé puisqu’il lui reste de l’énergie.
- Il est alors dévié de sa trajectoire initiale et va continuer à se balader, à interagir avec ce qu’il y a autour. Il n’est pas absorbé mais diffusé
- L’électron ayant reçu de l’énergie, se voit être propulsé hors de son orbite, et va se balader dans la matière.

Ici tu vois la différence. Le photon, à la suite de l’interaction, est toujours là. Il est encore bien énergétique pour continuer sa course et refaire des interactions.
Il a donc tout intérêt à ne fournir qu’une petite partie de son énergie à un électron de la matière. Donc à un électron faiblement lié des couches périphériques, pour que ce petit transfert d’énergie soit suffisant pour l’expulsé facilement.

Voilà pourquoi on dit que l’effet Compton est prédominant lorsque :
- Les rayons X sont plus durs qu’avec l’effet photoélectrique
- La matière est dense

Il existe aussi un troisième moyen : la création de pair (qui est juste anecdotique pour le Pr Patat) :
- Le photon incident donne toute ou une partie de son énergie à un noyau de la matière cible
- Un électron et un positon sont créés et se baladent dans la matière, irradiant tout ce qui les entoure

Là, le photon nécessaire pour cette interaction doit être très dur (1,022 MeV exactement ou plus : ce qui est colossal). Il n’est pas impossible que des photons encore plus durs interagissent avec la matière et créent la création de pair. Ce type de photon-là est soit absorbé soit transmis.

Voillaaaaa j'espère que c'est plus clair pour toi, sinon n'hésites pas à nous reposer d'autres questions

Toute la team t'envoie tout son courage et sa motivation <3333