VOL.1 PHYSIQUE NUCLEAIRE - IAEA

LA PHYSIQUE NUCLÉAIRE DANS LA SOCIÉTÉ
chapitre 5-B
la radioactivité
et les rayonnements
Chronologie
La plus ancienne application de la physique nucléaire
remonte à 1905, au moment où l'on eut l'Idée
de faire appel a la constance des périodes de désintégration
radioactive pour dater des événements
géologiques. Si l'on connaît aujourd'hui de façon
irréfutable l'âge des minéraux de la Terre (et de
la Lune) c'est grâce aux noyaux radioactifs qu'ils
contiennent et que l'on peut y doser. L'échelle des
temps historiques et préhistoriques nous est également
devenue accessible grâce au "C. Ces domaines
scientlllques ont aujourd'hui une existence
autonome et n'empruntent plus guère à la physique
nucléaire que des outils de plus en plus perfectionnés
(détecteurs, spectromètres de masse,
etc.).
Médecin*
Une connaissance approfondie des propriétés nucléaires
permet de fournir au médecin des isotopes
« sur mesure ». L'exemple du Technetium 99
est intéressant. On sait que le Technetium est un
élément artificiel qui n'existe pas sur terre. Découvert
en 1940 dans une pièce en molybdène
longuement Irradiée dans un cyclotron, son principal
intérêt fut alors purement intellectuel : il complétait
la dernière case qui manquait encore au
tableau de Mendeleev. Ce n'est que vers 1964
que l'on découvrit l'utilité du "Te pour localiser
les tumeurs au cerveau : sa concentration rapide
dans les tissus malades, un rayonnement de basse
énergie facilement identifiable, une période de 6
heures seulement permettant son élimination facile.
Aujourd'hui c'est par kilogrammes que l'on peut
chiffrer la production de cet élément pour les usa­
ges médicaux.
Certains hôpitaux (en France comme aux USA) se
dotent maintenant de petits accélérateurs permettant
de produire sur place les isotopes de courte
période (comme le "C, 20 minutes) dont l'emploi
est particulièrement intéressant
L'emploi commode de ces isotopes suppose une
instrumentation raffinée. Des caméras composées
d'une mosaïque de sclntlllateurs — et plus récemment
les chambres multifils de Charpak — permettent,
avec le secours d'un ordinateur de reconstituer
une Image de la lésion sur un écran cathodique.
La thérapie par rayonnement X ou Y est un traitement
bien connu pour certaines tumeurs. On estime
qu'aux Etats-Unis quelques 200 accélérateurs
fournissent tes rayonnements nécessaires pour
traiter quelques 300000 personnes par an. L'emploi
de faisceaux d'accélérateurs de grande énergie
en thérapeutique est encore peu répandue en
Europe mais Jouit d'une certaine faveur aux Etats-
Tnis. L'usine à mesons ;i de Los Alamos, l'accélérateur
à ions lourds Bevalac à Berkeley comportent
des programmes de médecine clinique.
Mentionnons enfin l'emploi d'éléments radioactifs
transuraniens comme source d'énergie pour les stimulateurs
cardiaques qui ont été réalisés en France.
L'usage des isotopes radioactifs de courte période
( 13I
I, Te, etc.) qui se fixent dans un organe (thyroïde,
cerveau, etc.) et permettent de localiser une
lésion se répand de plus en plus. On estime que
plus de 4 millions de personnes en 1968 avaient Dotage d* traces
subi, aux Etats-Unis, un tel traitement. Ces diagnostics
deviennent également courants en France L'irradiation d'un échantillon par des neutrons for­
et leur importance est sans nul doute appelée à me des noyaux radioactifs dont les rayonnements,
s'accroître encore.
s'ils sont caractéristiques, fournissent une « signature
» de la nature chimique de l'échantillon. C'est
ranalyse par activation dont les possibilités ont
été encore augmentées par l'apparition des nouveaux
détecteurs au germanium dont la haute résolution
permet le dosage des éléments à l'état
de traces. Signalons une application à l'archéologie
: le dosage des traces d'éléments rares permet
de dire si deux fragments de poterie ont été
faites de la même argile et proviennent donc du
même site. Ces méthodes très fines qui permettent
de débrouiller les contributions de plusieurs dizaines
d'éléments ne sont rendues possibles que par
la très bonne connaissance que les spectroscopistes
ont accumulé sur les schémas de niveaux.
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L'utilisation de faisceaux de particules chargées a
donné lieu à des applications intéressantes. Les
résonances de basse énergie de noyaux légers