Questions multiples IRM

Bonsoir à toutes et à tous,

Je me posais quelques questions par rapport à mes cours d'interaction rayonnement-matière et je pense que vous êtes les personnes adéquates pour répondre à mes interrogations.

Lorsqu'un rayonnement ayant une énergie suffisante vient ioniser un atome et donc arracher un électron, y aura-t-il émission de photons X étant donné qu'il y aura une transition électronique et une réorganisation du cortège électronique ?

Lors d'un rayonnement Bêta - il y a émission d'un électron. Je sais qu'il peut interagir dans de la matière avec le noyau d'un atome via une collision inélastique (effet Bremstrallung... difficile à écrire correctement d'ailleurs). Mais peut-il également interagir directement avec un autre électron d'un atome via une collision inélastique avec les électrons atomiques de cette matière ?

Lorsqu'il y a apparition d'un rayonnement de freinage, les photons X émis peuvent-ils à leur tour interagir avec les électrons de ce même atome via l'effet photoélectrique ou Compton ?

Est-ce qu'il est possible d'avoir une sorte de réaction en chaîne lorsqu'un rayonnement n'a pas transmis toute son énergie lors de la première interaction dans un matériau ? Par exemple, une particule alpha qui viendrait ionisé un atome, puis ionisé un autre, puis enfin excité un dernier.

Pourquoi pour l'effet création de paires avec les photons, on dit que cet effet est dominant pour un gamma ayant une énergie supérieure ou égale à 8 MeV mais qu'un peu plus loin dans mon cours, je lis que la création de paire apparait quand l'énergie du photon incident dépasse 2 fois l'énergie de masse d'un électron soit 1,02 MeV ?

Concernant les neutrons, je lis "les neutrons de part leur neutralité électrique perdent leur énergie par collisions élastiques ou inélastique avec les noyaux atomiques". Ils ne peuvent pas interagir avec les électrons d'un atome ??

Enfin une question sur de la physique des détecteurs. Pourquoi pour un scintillateur organique on dit qu'il est peu utilisable pour le rayonnement gamma ? J'ai entendu dire que cela vient de l'effet Compton mais pourquoi est-il gênant ici alors que pour des scintillateurs inorganique, cet effet ne gêne pas car ils sont utilisés pour de la spectroscopie gamma ?

Je finirai par les détecteurs à ionisation de gaz. Je sais qu'il y a plusieurs régimes de fonctionnement en fonction du détecteur (chambre à ionisation, compteur proportionnel et GM). Je sais que le détecteur universel n'existe pas et qu'il faut choisir certaines caractéristiques et en sacrifier d'autres pour trouver le bon compromis mais comment choisir le bon détecteur à ionisation de gaz ? Qu'est ce qui les différencie étant donner qu'ils fonctionnent sur le même principe ?

Merci d'avance !

Bonsoir,
ca fait beaucoup de questions!

1. l'ionisation c'est quand l'atome perd un électron péréphérique. C'est un phénomène physico-chimique et non radiatif (je ne sais plus qui m'en avait fait la remarque)
Si l'énergie est suffisante, c'est un électron de la couche K qui part avec réorganisation du cortège électronique et rayonnement X de fluorescence: effet photoélectrique

2. l' électron du rayonnement peut être freiné par le noyau, émettant un rayonnement de freinage, ou rencontré d'autres électrons avec transfert total d'énergie (c'est comme si il ne c'était rien passé)ou perdre une partie de son énergie, changer de direction et continuer sa vie d'électron

Le X de freinage peut bien entendu lui même interagir avec la matière qui l'a créer

3. il faudra que tu revoie la définition de réaction en chaine
Pour la réaction en chaine, Gluonmou avait posté un doc sur la multiplication des méduses

4. la création de paires est un phénomène à seuil; debute à 1022KeV et augmente progressivement en fonction de l'energie jusqu'à devenir prépondérant sur l'effet compton (en général, plus d'effet photoélectrique à ce niveau d'énergie

5. l'interaction avec la matière est basée sur le parcours de la particule dans la matière. In faut donc  que ta particule soit ralentie: étant neutre, il n'a aucune affinité avec l'électron et vu la différence de masse, s'il en rencontre un, il ne s'en rendra même pas compte

Pour les détecteurs, je laisse d'autres répondre

NB: tu trouvera tout ca dans "calculs de doses générées par les rayonnements ionisants"
Donc l'auteur se manifestera probablement si il sort de son SWOT

Merci pour votre réponse rapide. Je suis d'accord avec vos réponses et vos explications me semblent clair sauf pour la première question. Vous parlez d'effet photoélectrique mais c'est uniquement pour les photons. Mais dans le cas ou la particule incidente est un électron assez énergétique et ayant une énergie cinétique assez importante, la probabilité qu'il entre en interaction avec un électron périphérique d'un atome n'est pas impossible... Il va donc expulsé l'électron périphérique de la couche K... Il y aura donc un réarrangement électronique et du coup émission de photon X non ? C'est comme ça que ça se passe, a peu près, dans les tubes à rayons X non ? En complément des photons X formés par Bremsstralung bien évidemment ?

L'électron ne va pas expulsé un électron de la couche K, eventuellement un électron des couches périphériques...dont il prendra éventuellement la place.
Il va perdre son énergie par collision successive

S'il s'approche près du noyau,il va subir une décélération et perdre une partie de son énergie: elle est perdue sous forme de rayonnement électromagnétique qui est dans le domaine des X.
Ce phénomène ne représente que quelques % de l'énergie perdue et seulement pour des matériaux de Z élevé