grand oral Comment la maîtrise de la radioactivité est-elle devenue un outil essentiel pour sauver des vies ?

« Comment la maîtrise de la radioactivité est-elle devenue un outil essentiel pour sauver des vies ? Intro Depuis que nous sommes petits, nous avons sûrement tous déjà été prévenus de la dangerosité des accidents radioactifs et des conséquences dramatiques que ces événements ont sur notre planète.

On peut notamment penser à Fukushima, au Japon, cette centrale nucléaire dont trois réacteurs ont explosé ou encore à Tchernobyl, en Ukraine, dont l’explosion d’un réacteur a libéré des particules radioactives qui contaminent, encore aujourd'hui, toute l’Europe.

A date, on considère que 6 millions de personnes ont été victimes (cancers, malformations, retards de croissance) de la catastrophe.

Mais paradoxalement nous savons aussi que celle-ci est fortement utilisé dans le domaine medicale pour soigner. Comment la maîtrise de la radioactivité est-elle devenue un outil essentiel pour sauver des vies ? Dans un premier temps j’aborderais la découverte de la radioactivité et sa dangeureusité, puis je vous expliquerai comment celle-ci une fois maitriser à donner naissance La médecine nucléaire : la capacité de diagnostiquer mais aussi de traiter grâce à la radiothérapie.

Je finirais par vous parler de comment s’en préserver pour qu’elle nous soit au plus bénéfique. I La radioactivité : un phénomène naturel, prévisible et exploitable Comprendre la radioactivité : les bases scientifiques 2 min 15 Tout commence à la fin du XIXe siècle, à une époque où le monde scientifique est en effervescence.

Henri Becquerel, physicien fait une découverte inattendue : en plaçant un sel d’uranium près d’une plaque photographique protégée de la lumière, il constate que celle-ci s’imprime quand même.

Un mystère vient de naître : la radioactivité. Peu de temps après, Marie et Pierre Curie reprennent ces travaux.

Ils isolent deux éléments très radioactifs, le polonium et le radium, et découvrent que certains noyaux d’atomes sont instables.

En se désintégrant spontanément en d’autres noyaux, ils libèrent des particules et des rayonnements puissants.

Ce phénomène, fascinant et invisible, se décline en quatre formes : la radioactivité alpha, bêta plus, bêta moins et gamma. Mais la radioactivité peut etre très dangeureux pour l’être humain par le rayonnement émis par la particule.

les particules alpha, comme l’hélium, sont relativement inoffensives tant qu’elles ne pénètrent pas dans le corps (c’est-àdire si elles ne sont ni inhalées ni ingérées).

En particulier les rayonnements gamma sont très dangereux et peuvent traverser les tissus ils peuvent aussi endommager les cellules vivantes, notamment l’ADN.

À fortes doses ou en cas d’exposition prolongée, cela peut provoquer des mutations génétiques, des brûlures, voire des cancers. Mais ce n’est qu’au XXe siècle que les scientifiques découvrent une chose essentielle : même si on ne peut pas prédire quand un noyau précis va se désintégrer, on peut prévoir avec précision le comportement d’un grand nombre d’atomes.

C’est la naissance du concept de demi-vie : un temps bien défini au bout duquel la moitié des noyaux d’un échantillon se sont désintégrés. Cela permet à l’homme de prédire, de mesurer, et donc de contrôler.

Pour cela nous avons besoin de connaître la loi de décroissance radioactive N(t)=N(0) x exp (-λ.t) une loi que chaque noyau radioatif suit représentée par une courbe où on pourra établir le temps de demi-vie des éléments nucléaires.

Il correspond à la moitié de noyaux radioactifs que nous avons au début: N(0)/2.

Pourtant, à part la courbe, on peut aussi établir la demi-vie à partir d’une formule.

t1/2=ln2/ λ.

Grâce à cela, on peut anticiper combien de temps un élément radioactif restera actif. On est aussi capable de mesurer l’activité d’une source, c’est-à-dire le nombre de désintégrations par seconde et donc le nombre de rayonnement émis. Ce sont ces connaissances, qui permettent aujourd’hui à la radioactivité d’être comprise, maîtrisée et utilisée, notamment dans le domaine médical, où elle devient un outil de précision pour observer et traiter le vivant. II La médecine nucléaire : diagnostiquer grâce à la radioactivité En effet, au début du XXème siècle, la découverte de la radioactivité artificielle a permis l’apparition de la médecine nucléaire apparaît grâce aux physiciens Pierre et Marie Curie.

Celle-ci est une spécialité médicale qui utilise les propriétés de la radioactivité à des fins diagnostiques et thérapeutiques.

C’est alors une nouvelle révolution médicale qui émerge : l’imagerie nucléaire.

Plutôt que de simplement photographier l’extérieur du corps comme avec une radiographie, on injecte une petite quantité de matière radioactive dans l’organisme contenant des isotopes radioactifs, appelé traceur ou produit radiopharmaceutiques, et observer comment elle se déplace et où elle s’accumule ? C’est ainsi qu’est née la scintigraphie. Prenons un exemple : un patient souffre de douleurs inexpliquées au niveau des os.

Le médecin injecte une toute petite dose d’un isotope radioactif, comme le technétium-99m qui va se désintégrer Lors de cette désintégration, il émet des rayonnements sous forme de particules (électrons, positrons) ou de rayonnements électromagnétiques (rayons gamma) (élément choisi pour cette raison) de plus il a une demi-vie courte, d’environ 6 heures, ce qui limite l’exposition du patient aux radiations, et surtout, il peut se fixer de manière spécifique sur certains tissus, comme les os ou le cœur. Une caméra spéciale, appelée gamma-caméra, capte les émissions du technétium des rayonnement capaples de traverser les tissus du corps humain et varient selon la densité des organes et tissus.

Sur un écran d’ordinateur relié à la caméra, on obtient des images fonctionnelles ce qui permet de visualiser leur fonctionnement en temps réel.

On observe la radioactivité dans le corps du patient sous forme de points scintillants.

Cela permet de visualiser les tissus et organes ciblés pour établir un diagnostic précis.

Les zones d’hyperfixation, où les points sont plus nombreux, peuvent indiquer un foyer infectieux, une tumeur ou un remaniement osseux.

À l’inverse, les zones d’hypofixation, où les points sont moins nombreux, peuvent révéler un tissu détruit ou mal irrigué.

(os, la thyroïde ou le cœur + la nature du traceur diffère selon l’organe étudié ) Un peu plus tard, une autre technique va pousser encore plus loin cette exploration : la tomographie par émission de positons (TEP), ou PET scan. Il permet de visualiser les activités du métabolisme des cellules.

Cette fois, on utilise.... »