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IAEA 1
Bases de Physique Nucléaire - 2
Excitation, Ionisation, Production de rayons X et électrons Auger
Jour 1- Leçon 2
IAEA 2
• Discuter de l'excitation et de l'ionisation qui sont des processus par lesquels les électrons sont éjectés de leur emplacement stable
• Apprendre davantage sur les particules chargées accélérées, les rayons X, le rayonnement de freinage, les rayons X caractéristiques et les électrons Auger
Objectifs
IAEA 3
• Energie de liaison
• Excitation et Ionisation
• Particules chargées accélérées et rayons-X
• Unités de rayons-X
• Bremsstrahlung (ou rayonnement de freinage)
• Raie Caractéristique
• Electrons Auger
Contenu
IAEA 4
Couches Electroniques
IAEA 5
2n2
Couches nNombre d’ElectronsMaximum
K 1 2
L 2 8
M 3 18
N 4 32
O 5 50
P 6 72
Couches Electroniques
K
LMNO
IAEA 6
Couche Hydrogène Tungsten
K -13.5 -69,500
L -3.4 -11,280
M -1.5 -2,810
N -0.9 -588
O -0.54 -73
Energie de Liaison
(Energie de liaison en eV)
IAEA 7
Energie de Liaison
10
30
40
50
60
70
100
80
90
110
20
50 60 70 80 90 10010 20 30 400
0
Numéro Atomique (Z)
En
erg
ie d
e li
aiso
n (
keV
)
IAEA 8
Excitation
Orbites d’électrons
Etat excité
ground state
Energie
Noyau
Atome
Energie
IAEA 9
Niveau d’énergie normal
Niveau d’énergie supérieur
Électron excité
énergie
Excitation
IAEA 10
noyau
électron
énergie
État excité
Excitation
IAEA 11
Excitation
IAEA 12
Ionisation
Ejection d’un électron de la couche externe
IAEA 13
Ionisation
Ejection d’un électron de la couche K
Rayonnement émis par un radio-isotope
IAEA 14
Particules Accélérées
IAEA 15
W
e-
Tungstennucleus X-ray
Bremsstrahlung
Dans un processus un rayonnement est émis par les électrons de grande vitesse ralentis ou arrêtés en passant à proximité des noyaux chargés positivement du matériau de l'anode par exemple. Ce rayonnement est appelé Bremsstrahlung ou rayonnement de freinage.
IAEA 16
Bremsstrahlung
IAEA 17
Tube à Rayons -X
IAEA 18
Unité de Diagnostic Médical à rayons-X
IAEA 19
Raie-X Caractéristique
électronincident
Creation de vacance
Transition électronique
x-rayémis
Dans un second processus le rayonnement est émis par les électrons des atomes d'anode lorsque les électrons incidents provenant de la cathode frappent des électrons proches du noyau hors de l'orbite et ils sont remplacés par d'autres électrons provenant des orbites extérieures
IAEA 20
Raie-X Caractéristique
Opticalradiation
unexcitedatom
N
M
L
K radiation
L radiation
Opticalorbits
Valenceelectron
K
M radiation
70,000
11,000
2500
0
En
erg
y(
6v)
no
tto
sca
le
L radiation
W
Optical energy levels
K
L
O
M
N
K radiation w
M
N
L
K
IAEA
Poly-énergétiques vsMono-énergétiques
Energie
Poly-énergétique
E1 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14E2 E3 E4 E5 Emax
Rays-X
IAEA
PerdusGrace à la filtration
Energie
Poly-énergétique
E1 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14E2 E3 E4 E5
Rays-X Poly-énergétiques vsMono-énergétiques
IAEA Energie
Poly-énergetique
E1 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14E2 E3 E4 E5
Mono-énergetique
Eeff
Poly énergétiques vsRays-X Mono énergétiques
IAEA 24
Raie Caractéristique
IAEA 25
Raie Caractéristique
Opticalradiation
unexcitedatom
N
M
L
K radiation
L radiation
Opticalorbits
Valenceelectron
K
M radiation
70,000
11,000
2500
0
En
erg
y(
6v)
no
tto
sca
le
L radiation
W
Optical energy levels
K
L
O
M
N
K radiation w
M
N
L
K
IAEA 26
Electrons Auger
L’Électron Auger est un cas particulier de la Conversion Interne.
Au cours du processus de conversion interne, un photon gamma du noyau interagit et transfère toute son énergie à un électron orbital étroitement lié de la couche (K) .
L'électron est éjecté de l'atome avec une énergie importante, égale à celle du photon gamma initial, moins l'énergie de liaison.
IAEA 27
Auger Electrons
Rayon-x Caractéristique Electron Auger
IAEA 28
Où obtenir plus d'informations
Cember, H., Johnson, T. E, Introduction to Health Physics, 4th Edition, McGraw-Hill, New York (2009)
International Atomic Energy Agency, Postgraduate Educational Course in Radiation Protection and the Safety of Radiation Sources (PGEC), Training Course Series 18, IAEA, Vienna (2002)
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