UE 10 : Rayonnements non ionisants (fiche actualisée)
107 cartesDéfinit les rayonnements non ionisants – UV, visible, IR, micro-ondes, ondes radio – et leurs effets biologiques, applications médicales et risques.
41 cartes
Quels sont les deux organes cibles des rayonnements IR et quel est le symptôme principal ?
Peau et œil. Brûlures.
Quelle est la classe des LASERs de puissance utilisés en santé et quels sont ses dangers ?
Classe 4. Danger en vision directe et par réflexion, dommages cutanés possibles, risque d'incendie.
Quels sont deux types de LASERs à gaz et leurs domaines d'émission ?
- He-Ne : visible (rouge).
- CO₂ : IR-C.
Comment la matière non métallique et les métaux se comportent-ils vis-à-vis des micro-ondes ?
Matière non métallique absorbante (rotation moléculaire, conduction ionique) ; métaux réfléchissants par conduction électrique.
Que permet l'utilisation d'un second LASER visible en parallèle d'un LASER émettant un rayonnement invisible ?
Le spot du faisceau visible se superpose au faisceau invisible, permettant de viser et de diriger ce dernier avec précision.
Quels sont les deux grands types de familles d'ondes radio ?
VHF/HF (très haute/haute fréquence) et MF/LF/VLF/ELF (moyenne, basse, très basse, extrêmement basse fréquence).
Que signifie le sigle DAS et quelles sont ses limites réglementaires pour la tête et le tronc ?
Débit d'Absorption Spécifique. Limite : 2 W·kg⁻¹ pour la tête et le tronc, 4 W·kg⁻¹ pour les membres.
Nommez deux applications des LASERs en ophtalmologie en précisant le type de LASER utilisé.
- Chirurgie de la cataracte secondaire et traitement du glaucome : Nd:YAG.
- Prévention du décollement rétinien et traitement du glaucome : Argon.
Quels sont les effets de la température sur les tissus lors d'une exposition à un LASER ?
- De 45°C à 50°C : hyperthermie.
- De 60°C à 80°C : coagulation tissulaire.
- 100°C et plus : vaporisation tissulaire.
Quel est le principe de fonctionnement d'un LASER ?
Émission stimulée de photons par pompage optique, créant une inversion de population, amplifiée dans une cavité optique entre deux miroirs.
Qu'est-ce qui distingue les ondes mécaniques des ondes électromagnétiques ?
Nécessitent un support matériel pour se propager, contrairement aux ondes électromagnétiques qui peuvent se propager dans le vide.
Quelle relation lie le champ électrique et le champ magnétique dans une onde électromagnétique ?
, où est la célérité de la lumière dans le vide.
Que devient un rayonnement incident lorsqu'il rencontre de la matière ?
Une fraction est transmise, une fraction est réfléchie et une fraction est absorbée ().
Qu'est-ce qui caractérise un rayonnement ionisant ?
Une énergie et une longueur d'onde , capable d'ioniser un atome ou une molécule.
Quels sont les effets tissulaires liés à une exposition aux UV ?
Érythème, vieillissement cutané, cancer de la peau, kératose solaire, cataracte et photokératite.
Quels types de transitions moléculaires les micro-ondes, les IR et le visible/UV permettent-ils respectivement ?
Micro-ondes : transition rotationnelle. IR : transition vibrationnelle. Visible/UV : transition électronique vers un état excité.
Quel est l'intérêt médical des UV ?
Synthèse de vitamine D (rachitisme) et traitement du psoriasis par PUVAthérapie (UV-A + psoralène).
Quels sont les deux risques oculaires majeurs liés à l'exposition à la lumière bleue ?
DMLA (dégénérescence maculaire) et décalage de l'horloge biologique par diminution de la sécrétion de mélatonine.
Quelle est l'application médicale de la lumière bleue pour traiter l'ictère du nouveau-né ?
Exposition à la lumière bleue (420–490 nm) pour éliminer la bilirubine.
Quel est l'intérêt des LASERs à diode en kinésithérapie ?
Provoque un échauffement musculaire, tendineux et capsulaire, réduit les douleurs et a un effet biostimulant.
Quels sont les deux pics d'absorption des UV par les constituants cellulaires et quelles en sont les conséquences ?
Pic à 260 nm (acides nucléiques) et 280 nm (protéines), causant dénaturation de l'ADN/ARN et des protéines.
Quels sont les effets produits par les ondes radio sur la matière ?
Transfert d'énergie par conduction ionique.
Quel est le rôle du pompage optique dans un LASER ?
Source d'énergie pour maintenir les atomes à l'état excité, entraînant une inversion de population.
Quelles sont les quatre classes de LASER et laquelle regroupe les LASERs de puissance utilisés en santé ?
Les quatre classes sont 1 à 4. La classe 4 regroupe les LASERs de puissance utilisés en santé.
Quel est le rôle de la magnétosphère terrestre dans la perméabilité de l'atmosphère aux rayonnements ?
Champ magnétique issu du noyau terrestre empêchant les particules chargées d'atteindre la Terre.
Comment l'exposition aux UV-B permet-elle la production de vitamine D ?
Les UVB activent la provitamine D3 en prévitamine D3, qui s'isomérise en vitamine D3 à , métabolisée par le foie puis les reins.
Quels sont les deux types de LASERs solides et leurs domaines d'émission respectifs ?
LASER à rubis : émission dans le visible (rouge). LASER à Néodyme-YAG : émission dans l'IR-A. Les diodes LASER offrent une grande variété de longueurs d'onde.
Quels sont les trois types d'UV et leurs plages de longueurs d'onde ?
UV-C (), UV-B (), UV-A ().
Quels sont les deux moyens de protection oculaire essentiels contre les LASERs de puissance ?
Lunettes adaptées selon la longueur d'onde et instrumentation anti-reflets.
Quels sont les deux pics d'absorption des UV par les constituants cellulaires ?
Protéines : ; acides nucléiques : .
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Quel est le rôle du laser CO₂ en ORL ?
Bistouri laser pour excision / ablation en chirurgie du larynx, des amygdales et du pharynx.
Quels rayonnements l'atmosphère terrestre laisse-t-elle passer ?
Ondes radio, une partie des IR, le visible, les UVA et les UVB.
Quelle est la condition pour qu'une onde mécanique se propage, contrairement à une onde électromagnétique ?
Un support matériel pour se propager.
Comment se classent les ondes de pression acoustique selon leur fréquence ?
Ultrasons ( kHz), sons (20 Hz à 20 kHz), infrasons ( Hz).
Qu'est-ce que la PUVAthérapie et pour quoi est-elle utilisée ?
Association d'un rayon UV-A avec un psoralène pour traiter le psoriasis cutané en lésant l'ADN des cellules à multiplication rapide.
Quelle est la différence entre un rayonnement ionisant et un rayonnement non ionisant en termes d'énergie ?
Un rayonnement ionisant a une énergie eV ( nm) capable d'ioniser la matière, alors qu'un rayonnement non ionisant a une énergie trop faible pour ioniser mais suffisante pour exciter.
Quels sont les effets possibles d'une exposition à un champ magnétique statique compris entre 2 T et 8 T ?
Acouphènes et vertiges possibles ; sans danger sauf en cas d'implants métalliques.
Comment la photothérapie par lumière bleue permet-elle de traiter l'ictère du nouveau-né ?
L'exposition à la lumière bleue (420–490 nm) élimine la bilirubine, ce qui traite l'ictère néonatal.
Quelle est la sensibilité maximale de l'œil dans le spectre visible et quel est le risque de la lumière bleue ?
Maximale dans le vert. La lumière bleue (350–500 nm) est phototoxique pour la rétine, avec risque de DMLA et décalage de l'horloge biologique.
Pourquoi les rayonnements infrarouges présentent-ils un risque particulier pour l'œil ?
Ils sont invisibles, donc pas de réflexe palpébral (clignement), ce qui augmente le risque de brûlure de la rétine, cornée et cristallin.
Quelle est l'unité du Débit d'Absorption Spécifique (DAS) et comment se calcule-t-il ?
Unité : W·kg⁻¹. Calcul : , où est l'énergie (J), la masse (kg), le temps (s).
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La fraction du rayonnement incident absorbée par la matière est celle qui a des conséquences biologiques.
Un champ magnétique statique de 2 T est sans danger sauf en cas de présence d'implants métalliques.
La couche d'ozone arrête la majorité des rayonnements électromagnétiques de très courte longueur d'onde.
Les UV extrêmes ( nm) sont classés dans les rayonnements ionisants car leur énergie dépasse 10 eV.
La relation liant le champ électrique et le champ magnétique d'une onde électromagnétique dans le vide est .
Le pic d'absorption des UV par les protéines se situe à 280 nm et celui par les acides nucléiques à 260 nm.
Un souffleur de verre est exposé au risque de cataracte à cause des infrarouges.
La magnétosphère est un champ magnétique émis par le noyau terrestre qui empêche les particules chargées d'arriver sur Terre.
La formation d'oxygène singulet sous l'effet des UV est un exemple d'effet direct.
La photothérapie par lumière bleue (420-490 nm) est utilisée pour éliminer la bilirubine chez le nouveau-né atteint d'ictère.
Texte à trous
- L'absorption des micro-ondes par la matière provoque une transition rotationnelle.
- Les UV-C de 200 nm sont arrêtés par la couche cornée de la peau.
- Les ondes de pression acoustique dont la fréquence est supérieure à 20 kHz sont appelées ultrasons.
- Un champ magnétique statique compris entre 2 T et 8 T peut provoquer des acouphènes et des vertiges.
- La relation liant le champ électrique $\vec{E}$ et le champ magnétique $\vec{B}$ d'une onde électromagnétique dans le vide est $||\vec{E}|| = c||\vec{B}||$, où $c$ représente la célérité de la lumière dans le vide.
- La synthèse de la vitamine D par la peau est obtenue par exposition aux UV-B.
- Les ondes mécaniques, contrairement aux ondes électromagnétiques, ne peuvent pas se propager dans le vide.
- La couche d'ozone laisse passer les UVA, les UVB, le visible, une petite partie des IR et les ondes radio.
- Les ondes radio de basse fréquence (λ > corps) provoquent des courants induits, une accumulation de charges et une conduction ionique.
- Les micro-ondes ont une longueur d'onde comprise entre 1 mm et 1 m.
- La photothérapie par lumière bleue à 423 nm permet de traiter les formes légères de psoriasis.
- Pour les tissus biologiques, une température comprise entre 60°C et 80°C provoque une coagulation tissulaire.
- L'atteinte de la rétine, de la cornée et du cristallin par les infrarouges est aggravée par l'absence de réflexe palpébral.
- La lumière bleue (350–500 nm) présente un risque de phototoxicité pour la rétine, pouvant contribuer à la DMLA.
- Les micro-ondes sont réfléchies par les métaux, ce qui permet un blindage facile du rayonnement.
- Pour le LASER, l'inversion de population signifie que le nombre d'atomes à l'état excité est supérieur au nombre d'atomes à l'état fondamental.
- Pour diriger le faisceau d'un LASER émettant un rayonnement invisible, on utilise en parallèle un second LASER émettant une lumière visible dont le spot se superpose au faisceau invisible.
- La limite réglementaire du DAS pour le téléphone mobile est de 4 W.kg⁻¹ au niveau des membres.
- Les ondes radio de la famille VHF/HF ont une fréquence comprise entre 3 MHz et 300 MHz.
- La vitamine D3 est formée à partir de la provitamine D3 sous l'effet des UV, puis par isomérisation à 37°C en vitamine D3.
- En ORL, le LASER CO₂ est utilisé comme bistouri laser pour les chirurgies du larynx, des amygdales et du pharynx.
- Le LASER à excimère ArF* (193 nm) est utilisé en ophtalmologie pour le rabotage de la cornée.
- En kinésithérapie, le LASER à diode (650–980 nm) est utilisé pour son effet biostimulant et pour provoquer un échauffement des tissus profonds.
- En odontostomatologie, le LASER Argon est fortement réfléchi par l'émail.
- En dermatologie, l'épilation des peaux claires est réalisée avec le LASER alexandrite.
- Les LASERs de classe 4, utilisés en santé, présentent un risque de dommages oculaires, cutanés et d'incendie.
- La fraction d'un rayonnement incident qui est absorbée par la matière et qui a des conséquences biologiques est notée α.
- Les ondes de pression acoustique dont la fréquence est inférieure à 20 Hz sont appelées Infrasons.
- Les ondes mécaniques, contrairement aux ondes électromagnétiques, nécessitent un milieu matériel pour se propager.
- Les rayonnements du spectre optique étendu (UV, visible, IR) peuvent provoquer une excitation atomique ou moléculaire, une vibration et une rotation.
- Les infrarouges (IR) ont une longueur d'onde comprise entre 1 mm et 800 nm.
- La PUVAthérapie associe un rayonnement UV-A à un médicament photosensibilisant appelé psoralène.
- La vitamine D3 est métabolisée successivement par le foie puis par les reins.
- Parmi les applications médicales des infrarouges, on trouve le thermomètre infrarouge et l'oxymètre de pouls.
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