Tube de Coolidge : QCM d'après IMRT

Données : masse d'un proton mP= 1,007 276 u ; masse d'un neutron mN= 1,008 665 u ; masse d'un électron me= 0,000 548 u ; 1 u = 1,66054 10-27 kg = 931,5 MeV c2. e = 1,602 10-19 C c = 3,00 108 m/s ; constante de Plank h= 6,626 10-34 J s. Répondre par vrai ou faux. On augmente la haute tension appliquée aux bornes d'un tube de Coolidge : A- Le flux des rayons X augmente. Faux. L'intensité parcourant le filament détermine la quantité d'électrons émis et en conséquence la quantité ( flux ) de rayons X émis. B- Les rayons X produits sont plus pénétrants. Vrai La haute tension entre l'anode et la cathode détermine la forme du spectre continu de freinage et en particulier l'énergie maximale des rayons X émis C- La longueur d'onde minimum l0 des rayons émis diminue. Vrai l0 = hc E Le produit h c étant constant, si E augmente , l0 diminue. D- La durée du trajet entre la cathode et l'anode augmente. Faux. L'accélération des électrons, et en conséquence la vitesse finale d'arrivée sur l'anode augmente avec la haute tension. La durée du trajet est plus petite. Le rendement d'un tube de Coolidge à anticathode de platine est 2%. Il fonctionne sous une tension U=50 kV et un courant d'intensité 3 mA. La puissance totale rayonnée a pour valeur : 3 W ; 3 mW ; 3 J ; 3 MeV. Puissance électrique consommée ( W) = tension U ( volt) * courant anodique (A) Pelec = 50 103 *3 10-3 = 150 W. 98 % de cette puissance est convertie en chaleur dans l'anode ; 2 % est rayonnée par le flux de rayons X. 150*0,02 =3 W. Le rendement d'un tube de Coolidge est : A- proportionnel au numéro atomique de l'anode Vrai. B- indépendant de la nature de la cathode Vrai. C- proportionnel à la tension accélératrice. Vrai. D- proportionnel à l'intensité du courant d'alimentation. Faux. Dans un tube de Coolidge, la puissance totale rayonnée est : A- proportionnel à l'intensité du courant d'alimentation du tube Vrai. La puissance émise sous forme de rayonnement est proportionnelle : - au numéro atomique de l'anode cible, - au courant anodique ( donc au nombre d'électrons émis par le filament, c'est à dire à la température du filament) - au carré de la tension accélératrice U. B- proportionnelle au carré de la haute tension Vrai. C- indépendante de la nature de l'anode. Faux. D- indépendante de la température de la cathode. Faux. Un opérateur augmente l'intensité du courant anodique d'un tube à rayons X. A- L'énergie maximale des photons X augmente. Faux. B- La longueur d'onde des photons émis augmente. Faux. La haute tension entre l'anode et la cathode détermine la forme du spectre continu de freinage et en particulier l'énergie maximale des rayons X émis. l0 = hc E Le produit h c étant constant, si E augmente , l0 diminue. C- Le flux énergétique du faisceau de rayons X augmente. Vrai. D- Le nombre d'électrons émis par seconde augmente. Vrai. L'intensité parcourant le filament détermine la quantité d'électrons émis et en conséquence la quantité ( flux ) de rayons X émis. Un tube de Coolidge à anode de platine est alimenté sous 100 kV et 100 mA. L'énergie des rayons X les plus pénétrants vaut : A- 100 keV. Vrai. L'énergie maximale des photons vaut : eU avec e = 1,6 10-19 C et U= 100 kV = 105 V. B- 1,6 10-14 eV. Faux. C- 100 kJ. Faux. D- 1,6 10-14 J. Vrai. 1,6 10-19 * 105 = 1,6 10-14 J La longueur d'onde l0 des rayons X les plus pénétrants vaut : A- 1,24 10-11 m. Vrai. l0 = hc E = 6,626 10-34 *3 108 1,6 10-14 =1,24 10-11 m B- 1,24 10-2 m. Faux. C- 1,24 10-8 m. Faux. D- 12,4 nm. Faux. 1,24 10-11 m =124 10-9 m = 124 nm . Dans un tube de Coolidge, l'énergie maximale des photons du rayonnement de freinage : A- Diminue lorsque la haute tension augmente. Faux L'énergie maximale des photons vaut : eU. B- est proportionnelle au numéro atomique de la cible. Faux C- est proportionnelle à la longueur d'onde minimale du rayonnement. Faux E = hc / l0. D- est égale à l'énergie cinétique des électrons à l'anode. Vrai L'énergie maximale des photons vaut : eU = Ec finale. L'énergie cinétique initiale des électrons émis à la cathode est négligeable. Dans un tube de Coolidge. A- Le filament émet des rayons X par effet thermoélectronique. Faux Le filament chauffé émet des électrons. B- La tension( keV) appliquée au tube, permet de régler la vitesse des électrons arrivant sur l'anode. Vrai eU = Ec finale = ½mv2. C- L'anti-cathode est en métal léger. Faux Platine, tungstène. D- Le rayonnement de freinage est un spectre de raies d'énergie. Faux Spectre continu Le spectre d'émission est formé d'un fond continu sur lequel se superposent des raies d'émission intenses. A la cathode du tube de Coolidge : A- les électrons sont émis par effet photoélectrique. Faux par effet thermoélectronique. B- les électrons sont émis par effet thermoélectronique. Vrai C- les électrons sont émis par effet Auger. Faux D- les électrons sont émis par effet Compton. Faux

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