Travaux Dirigés de Biophysique 4ème séance PACES – APEMK Exercice 1 Pour chaque molécule, en RMN du proton, déterminer le nombre de groupes de protons isochrones, la multiplicité des signaux et leurs natures. Cl CH2 CH2 CH3 Br H3C O O CH3 Cl Cl H H H O H H NH2 H CH3 Br CH3 CH2 O CH2 O N CH2 CH2 H O O CH2 CH2 CH CH3 CH2 CH3 H H O H3C N H3C H Exercice 2 Un cyclotron est utilisé pour produire des faisceaux de protons (m=1,66 10-27 kg, q=1,6 10-19 C) de haute énergie afin de traiter des tumeurs situées à une profondeur moyenne. 1. 2. 3. 4. 5. La zone active du cyclotron est représentée en vue de dessus sur le schéma ci-contre. Les pointillés montrent une partie de la trajectoire des protons dans le cyclotron. Quelle est la direction du champ magnétique. Le champ magnétique est égal à 0,2 Tesla. Le rayon du cyclotron est de 1 m. Calculer la vitesse maximale et l’énergie maximale des protons, en unités MKS et en eV. Avec cette énergie, ces protons ne peuvent traiter que des tumeurs superficielles, car ils sont trop rapidement ralentis dans les tissus. On augmente le champ magnétique. Les protons atteignent une vitesse égale à 0,5 fois la vitesse de celle de la lumière (3 108 m/s). Quelle est alors leur masse ? Calculer leur énergie cinétique en joules et en eV Durant leur trajectoire dans les tissus, on distingue 2 phases. La 1ère correspond à leur pénétration à vitesse maximale dans la partie du corps située au dessus de la tumeur à irradier, durant laquelle ils vont perdre 80 % de leur énergie au rythme de 2 109 eV/m. Durant la 2ème phase, leur énergie étant plus petite, ils perdent plus rapidement leur énergie, au rythme de 6 109 eV/m. A quelle profondeur dans l’organisme est située la tumeur que l’on va pouvoir traiter avec ces protons et quel est son diamètre maximum ?