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☢️CH 04Radioactivité médicale🏥 ST2S · Physique-Chimie pour la Santé

Rayonnements ionisants en médecine

Radioactivité (α, β⁻, β⁺, γ), loi de décroissance N=N₀e^(−λt), activité A=λN, dose absorbée D (Gray), dose équivalente H=D·wR (Sievert), applications diagnostiques et thérapeutiques, radioprotection.

☢️ Rayonnements ionisants
Types de rayonnements
Définition
RADIOACTIVITÉ α : Émission d'un noyau d'hélium ⁴₂He ᴬ_ZX → ᴬ⁻⁴_(Z-2)Y + ⁴₂He Faible pénétration (arrêté par feuille de papier) Très ionisant → dangereux si ingéré (α interne) RADIOACTIVITÉ β⁻ : Émission d'un électron e⁻ + antineutrino ν̄ ᴬ_ZX → ᴬ_(Z+1)Y + e⁻ + ν̄ (n→p) Stoppé par quelques mm d'aluminium RADIOACTIVITÉ β⁺ : Émission d'un positon e⁺ + neutrino ν Annihilation : e⁺ + e⁻ → 2 photons γ de 511 keV → BASE DE LA TEP (Tomographie par Émission de Positons) Exemple : ¹⁸F-FDG (glucose fluoré) → scintigraphie cancers RAYONNEMENT γ : Photon haute énergie (E = hf) Très pénétrant → nécessite blindage plomb ou béton Utilisé en scintigraphie (⁹⁹ᵐTc) et radiothérapie (⁶⁰Co)
Loi de décroissance radioactive
Formule clé
N(t) = N₀ × e^(−λt) A(t) = λ × N(t) = A₀ × e^(−λt) (Becquerel, Bq) 1 Bq = 1 désintégration/seconde CONSTANTE RADIOACTIVE : λ = ln2 / t₁/₂ DEMI-VIE : t₁/₂ = 0,693 / λ Après n demi-vies : N = N₀/2ⁿ ; A = A₀/2ⁿ DEMI-VIES MÉDICALES IMPORTANTES : • ⁹⁹ᵐTc : t₁/₂ = 6,02h → scintigraphie os, cœur, thyroïde • ¹⁸F : t₁/₂ = 110 min → TEP oncologique • ¹³¹I : t₁/₂ = 8,02 j → traitement cancer thyroïde • ¹²⁵I : t₁/₂ = 59,4 j → dosages radio-immunologiques
Le ⁹⁹ᵐTc est l'isotope médical le plus utilisé (80% des examens) : courte demi-vie (6h) → faible irradiation du patient ; uniquement γ → détectable extérieurement.
Exercices
EX-RAY1FacileActivité après n demi-vies

A₀(⁹⁹ᵐTc)=800MBq, t₁/₂=6h. Calculer A après 24h.

🧮 Résoudre avec IA
EX-RAY2IntermédiaireActivité à t quelconque

A₀=400MBq de ¹³¹I (t₁/₂=8,02j). Activité après 20 jours ?

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