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Le traceur utilisé est le
fluorodésoxyglucose 18FDG. L'appareil
construit une image à partir du rayonnement gamma
émis lors de l'annihilation des positons émis
par la désintégration du fluor 18
18F.
Les protons de 18 MeV sont produits dans un cyclotron. La
période du fluor 18 est T= 110 minutes.
Données : 1 eV = 1,6 10-19 C ;
unité d'activité 1 Ci = 37 GBq = 3,7
1010 Bq.
c= 3,0 108 m/s ; masse du proton
mP= 1,67 10-27 kg.
Le fluor 18 qui marque un dérivé du
glucose est préparé par l'interaction d'un
proton 11p d'énergie 18
MeV avec un atome d'oxygène 18
18O.
Ecrire l'équation de
cette réaction nucléaire. Enoncer les lois
appliquées.
188O + 11p
---> 189F +
10n (neutron)
Conservation de la charge : 8+1 = 9 ; conservation du
nombre de nucléons : 18+1 = 18+1.
Le fluor 18 est émetteur
béta + sans émission de photon gamma.
Ecrire la
réaction de
désintégration.
189F --->
188O + 01e +
neutrino.
Quelle est la nature du spectre en énergie des particules ß+ ?
L'énergie est emportée par les photons gamma, les électrons et les neutrino.
L'énergie des photons est quantifiée ; le reste de l'énergie se répartit
entre les électrons et les neutrinos.
L'énergie cinétique des électrons n'est donc pas quantifiée. le spectre en énergie des particules ß+ est continu.
La présence du fluor 18 peut être dérectée par deux "gamma caméras" détectant des photons d'énergie bien particulière.
Quel est le nom du phénomène qui produit ces photons gamma ? Donner la valeur de l'énergie de ces photons.
Le chemin suivi par le positon est très court, il
est freiné par la matière et s'annihile en fin
de course avec un électron du milieu.
Quelles doivent être les positions des deux "gamma-caméras" ? Justifier.
Les positons émis avec une vitesse initiale non nulle sont freinés par
collisions avec les atomes et s’arrêtent après quelques mm. Un positon au repos
s’annihile avec un électron produisant une paire de photons de même énergie se
propageant dans des directions opposées. Le dispositif détecte les photons émis en coïncidence avec une caméra
spéciale entourant la tête ou le corps du patient.
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Pour
ce type de rayonnement la couche de demi-atténuation ou CDA du plomb (
Pb) est de 4,0 mm. Lors d'un examen, le patient est placé dans un
sarcophage en plomb d'une épaisseur de 4,0 cm.
Déterminer le pourcentage de rayonnement transmis à l'extérieur du sarcophage.
µ CDA = ln 2 ; µ = ln2 / CDA = ln2 / 4,0 = 0,1733 mm-1.
Loi de l'atténuation d'un faisceau monochromatique par un objet de densité
uniforme : I = I0 exp (-µL)
I0 : flux de rayons X incident ; I :flux de rayons X sortant ; µ :
coefficient d'atténuation linéique du milieu ; L : épaisseur du milieu
traversé.
I / I0 = exp(-µL) = exp(-0,1733 *40)=9,8 10-4 ( 9,8 10-2 %).
A
l'issue de la préparation du fluor 18 et de la synthèse du
fluorodésoxyglucose, on obtient 6h00 du matin une solution mère (
S0) présentant une activité volumique Av =6,75 Ci L-1. On veut préparer à 6h00 du matin un lot ayant une activité A0 = 80,0 mCi.
Calculer le volume V de solution S0 qu'il faut prélever à 6h00.
V = A0 / Av =0,0800 / 6,75 =1,185 10-2 L ~119 mL.
Calculer la constante radioactive l du fluor 18 dans le système SI.
l = ln2 / T = ln2 /(110*60) =1,05 10-4 s-1.
Combien de noyaux sont présents dans le lot à 6h00 ?
N0 = A0 / l = 0,080*3,7
1010 /(1,05 10-4) = 2,82 1013.
Quelle sera l'activité du lot à 11h30 du matin de la même journée ?
11h30-6h00 = 5h30 = 330 min = 3 périodes radioactives.
A = A0 / 23 =80/8 = 10 mCi.
Pour que la séance de TEP soit réussie, il est nécessaire que l'activité soit supérieure à 8 mCi.
A quelle heure le lot préparé à 6h00 du matin ne sera plus utilisable ?
A = A0 exp(-lt) ; t = ln(A0/A) / l = ln(80/8) / (1,05 10-4) =2,19 104 s ou 365 min ou 6,09 h ( 6 h 5 min 30 s)
6h00 + 6h 5 =12h 5 min. |
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