ED 4ème Séance 2012

Travaux Dirigés de Biophysique
4
ème
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.
Br CH
2
O
CH
3
CH
3
CH
2
NH
2
Cl
Cl
O
H
H
Cl
CH
3
O
H
H
Br
H
H
CH
3
CH
2
CH
2
N
CH
2
CH
2
O
O
O
CH
2
CH
3
O
H
H
H
CH
2
CH
2
N
CH
3
CH
3
CH
3
CH
CH
3
O
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. 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.
2. 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.
3. 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 10
8
m/s). Quelle est alors leur masse ?
4. Calculer leur énergie cinétique en joules et en eV
5. Durant leur trajectoire dans les tissus, on distingue 2 phases. La 1
ère
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 10
9
eV/m.
Durant la 2
ème
phase, leur énergie étant plus petite, ils perdent plus rapidement leur
énergie, au rythme de 6 10
9
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 ?