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 Atome métastable

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Fraiser
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MessageSujet: Atome métastable    Ven 2 Fév 2018 - 21:56

Bonjour ,

Question rapide : 
Qu'est ce qu'un atome métastable ?

Loïc. confused
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Iron Kloug
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MessageSujet: Re: Atome métastable    Sam 3 Fév 2018 - 9:54

Bonjour
Le noyau de l'atome est en général à un niveau fondamental en énergie.
Quand un noyau radioactif se désintègre les rayonnements émis (alpha bêta moins ou plus neutrino) font que le noyau fils résultant, malgré cette cession d'énergie sous forme cinétique au niveau des particules, possède encore de l'énergie et se trouve dans un état excité.
Il y a alors émission de rayonnements gamma (parfois d'électrons de conversion interne).

Mais certains de ces niveaux excité possède une période (ou demie vie si vous êtes au lycée ou en prépa) non négligeable. C'est cela qu'on désigne par niveau métastable.

Un bel exemple est donné par la désintégration du Molybdène-99 qui donne du téchnétium-99 métastable puis du téchnétium-99. Le molybdène a une période de 66 h et le téchéntium métastable de 6 h.

Ce qui permet par séparation chimique de récupérer le produit.
Ce radionucléide est très utilisé en médecine nucléaire.
Iron Kloug

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Fraiser
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MessageSujet: Re: Atome métastable    Sam 3 Fév 2018 - 20:30

Merci pour cette explication.

Loïc.  Smile
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Seba
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MessageSujet: Re: Atome métastable    Mer 7 Fév 2018 - 17:19

Bonjour,

En regardant en parallèle le schéma de désintégration ci-dessus et les principales émissions du 99mTc listées dans le livre "radionucléides et radioprotection", je retrouve
- l’émission du 141 keV (en fait, il doit s'agir du "gamma moyen" entre la transition tombant directement à l'état fondamental et celle passant par le niveau à 140.5 keV)
- l'intensité du 141 keV : I beta3 + I gamma 1 + I gamma 3 = 88 % (au lieu de 89%)

Est-ce que les 2 autres émissions (6% à 18 keV et 1% à 21 keV) sont des X, provenant de conversions internes ?


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Sébastien
Il vaut mieux un qui sait que cent qui cherchent.
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Iron Kloug
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MessageSujet: Re: Atome métastable    Mer 7 Fév 2018 - 17:43

Bonsoir
Je pense plutôt des réarrangements électroniques.
Iron kloug

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bidounico
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MessageSujet: Re: Atome métastable    Jeu 8 Fév 2018 - 17:37

voila les données de ces émissions:

Toutes les données pour ce radionucléide sont disponible sur le site du LNHB:
http://www.nucleide.org/DDEP_WG/Nuclides/Tc-99m_tables.pdf
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Iron Kloug
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MessageSujet: Re: Atome métastable    Jeu 8 Fév 2018 - 17:48

Bonsoir
Et salut le kidou
Il s'agit bien des réarrangements électroniques.
Kloug

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Gluonmou
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MessageSujet: Re: Atome métastable    Jeu 8 Mar 2018 - 8:35

Bonjour ,

2 remarques sur les transitions du Tc 99 m plus complexes qu'il n'y parait :

Le schéma présenté ici par Kloug est  un schéma de la filiation Mo 99-Tc 99 m

On y trouve ainsi des transitions gamma qui n'existe plus lorsque le Tc 99m est isolé de son père (extraction générateur), à savoir toutes les transitions g1 à g5.

En fait la plupart des transitions du Mo 99 aboutissent au niveau à 142,7 keV. C'est ce niveau qui est un état isomère en raison de son spin nucléaire (1/2 alors que le fondamental est à 9/2, je crois que j'ai fait un poste sur cette question, une histoire de toupie qui tourne). 
Le Tc 99 m utilisé en médecine nucléaire est le niveau excité à 142,7 keV, et donc son schéma de désintégration est plus simple, encore que..

Ce niveau fait pour l'essentiel une transition gamma  (avec sa fameuse période de 6 h)vers le niveau à 140,5 keV. Cette transition de faible énergie (2,2 petits keV seulement !) est quasi-totalement converti (donc émission d'électrons de 2 keV au demeurant non négligeable en exposition interne). 

Le niveau de 140 keV fait sa transition aussitôt vers le fondamental avec un coefficient de conversion faible mais non négligeable (0,11), ce qui génère mine de rien une émission électronique autour de 120 keV et 140 keV non négligeable (20 % en gros, très dosant en interne, l'essentiel de la dose en fait) . Ce sont ces conversions internes qui génèrent enfin des réarrangement électroniques qui génèrent à leur tour les X de l'ordre de 20 keV, assez négligeable tant en exposition interne qu'externe.

Notons au passage que la valeur de 141 keV trouvé dans le guide pratique n'est ainsi pas la moyenne entre le 140 et le 142 keV. C'est juste une valeur arrondie de 140,5 keV. Il n'y a quasiment pas de gamma de 142 keV

AUtre bizarrerie que l'on oublie  : le niveau isomère à 142 keV se désintègre aussi par un mécanisme Bêta - . Ce n'est pas un cas isolé, de nombreux état isomères le font, ils en ont juste le temps. Dans le cas présent cette transition est peu intense.

Il en est autrement par exemple avec le Pa 234m (un niveau au alentour de 80 keV de mémoire) que l'on rencontre dans la filiation de l'U8 et qui se désintègre essentiellement par émission bêta - vers le fondamental de l'U4. Sa transition vers le fondamental du Pa 234 est de très faible intensité. Ce qui est heureux car le Pa 234 est 50 fois plus dosant que le pa 234m, et la manipulation de l'uranium eut été plus délicate. je l'aime bien, cette filiation...

Ceci étant dit faudrait que je pense à aller au boulot

Gluonmou
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Iron Kloug
Funambule
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MessageSujet: Re: Atome métastable    Jeu 8 Mar 2018 - 9:10

Bonjour 
Merci à notre cher Gluon
de toutes ces précisions 
Iron Kloug

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