En quoi la compréhension de la radioactivité et le développement du nucléaire ont il permis l’avancée de la médecine
Publié le 28/04/2024
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Sujets oral grand
1) En quoi la compréhension de la radioactivité et le développement du nucléaire
ont il permit l’avancer de la médecine
Le but est de faire le lien entre les avancées scientifiques depuis la découverte de la
radioactivité et les innovations technologiques en matière de diagnostiques
médicales, de la radiothérapie et de radioprotection.
Intro
Accroche
Présentation
Plan
Expliquer globalement la radioactivité
Les objectifs de la question : le fait de comprendre la radioactivité a fait développera
le nucléaire et donc la médecine
Résumer les grandes étapes : Histoires, techniques utilisées, effets désirables
Conclusion + ouverture Tchernobyl
Pour comprendre la radioactivité il a fallu quelques années.
En effet la radioactivité
est un phénomène naturelle découvert la première fois en 1857 puis redécouvert par
le physicien français Henri Becquerel en 1896.
Il présente donc la radioactivité, un
phénomène de rayonnement hyperphosphorescent issu de l’uranium.
Mais ce
phénomène est nommé plus tard par marie Curie.
La radioactivité est un phénomène
physique qui se pose sur l’instabilité des noyaux d’un atome et donc le noyau se
transforme en d’autre atome.
Cependant celui, après a transformation émet des
particules et de l’énergie que l’on peut appeler photon ou Energie cinétique.
Ces
particules propagées lors de la transformation peuvent être matériel ou immatérielles
et son appelé rayonnement.
Pour en revenir à la problématique et voir le lien avec la
médecine nous remarquons que ces rayonnements entrainent une ionisation de la
matière traversée soit par des ondes, soit par de l’ionisation.
C’est dans ce cas que
nous retrouvons l’imagerie médicale
A son tour elle dévoile les propriétés ionisantes de l’hyperphosphorescence.
Le lien
entre la radioactivité est la médecine est celui que l’on connait de nos jours pour
diagnostiquer plusieurs formes de symptômes à travers l’imagerie médicale.
D’abord nous nous pencherons vers l’histoire de la médecine nucléaires.
Par la
suite nous parlerons des techniques d’imagerie, de radiothérapie et de
radioprotection et les liens qu’ils ont avec la radioactivité et le
développement de la médecine nucléaire et enfin nous finirons sur les effets
indésirables et les peurs de ces techniques
Développement
I histoire --- les découvertes
Comme a été dit dans l’introduction, la radioactivité a été découvert en 1857 sans
d’avantages d’élément mais en 1896 le physicien nucléaire Henri Becquerel effectue
divers projets expérimentaux sur la phosphorescence mettant en lien l’uranium.
Ces
expériences permettaient de prouver que seul le sel d’uranium réagissait à la
phosphorescence et donc à la lumière.
Le but de l’expérience consistait à sceller une
plaque photographique dans du papier noir et mettre ce paquet en contact avec
différents matériaux phosphorescents.
Tous ses résultats d'expérience furent
négatifs, à l'exception de ceux faisant intervenir des sels d'uranium, lesquels
impressionnaient la plaque photographique à travers la couche de papier.
Cependant
certain doute se posent, en effet il est vu que tous les types d’uranium réagissent
non que le sel et surtout même sans exposition au préalable a la lumière.
Cela
traduit que tous les composés d’uranium réagissent avec la plaque photographique
comme les sels d’uranium et de l’uranium phosphorescent.
Les scientifiques
comparent alors cela au rayon x.
Mais notamment Marie Curie, physicienne
nucléaire, après ces travaux démontrent ces nouvelles et découvrent un champ
électrique.
Un champ électrique, s’agit globalement d’un champs vectoriel créé par
des particules électriquement chargées et donc modifie le champ local.
Ces champs
séparent donc les rayonnements en trois faisceaux distincts ,, est chargé
positivement, est chargé négativement (constitué d’électron) et est neutre.
Cela
équivaut à dire.
En perdant des protons et des neutrons : rayonnement alpha, en
transformant un neutron en proton ou vice-versa : rayonnement beta moins ou beta
plus, en émettant des photons (particules composants la lumière) : rayonnements X
et gamma.
On en déduit que , sont bcp plus lourds [question éventuelle sur les
rayonnements (1)].
En plus des rayons X déjà présents.
Globalement l’histoire a
permis de comprendre que certaines particules chimiques permettent de traverser
ces parties physiques et donc il est possible de mettre cela en lien avec l’imagerie
médicale pour observer derrières les tissues et améliorer la médecine de façon
inédite
II techniques, mode de fonctionnement et concepts utilisées --- comment ça
marche
Comme on a vu jusqu’à présent la radioactivité est un domaine complexe de la
physique qui permet d’expliquer les différents types de rayonnements, les
rayonnements gamma ou X, alpha, beta).
On a donc déduit que ces rayonnements
traversent la matière.
Nous allons alors étudier dans cette partie qu’elles ont été les
techniques utilisées afin de rapprocher ces phénomènes à la médecine nucléaire.
Aujourd’hui la TEP plus particulièrement topographie par émission de position est un
type d’imagerie comme la scintigraphie.
Il s’agit d’une méthode d’analyse d’imagerie
médicale utilisée dans la médecine nucléaire qui calcule en trois dimension une
activité métabolique ou moléculaire d’un organe.
Cette technique repose sur de la
méthode générale de la scintigraphie.
Le sujet reçoi des isotopes radioactifs au
préalablement injecté dans le patient.
Les isotopes radioactifs vont se positionner les
organes.
Cette mesure est donc possible grâce aux positons.
Le positon est
l’antiparticule associé à l’électrons.
Ils font donc parti de la famille de l’antimatière.
Pour faire bref, Cette particule est de même masse que l'électron négatif et porte
une charge positive de même valeur absolue.
Le positon est la particule
d'antimatière correspondant à l'électron négatif.
Il est émis lors de certaines
désintégrations atomiques [question éventuelle sur les désintégrations (2)].
Par
exemple, en imagerie médicale le fluor 18 est actuellement l’émetteur de positons
(particules Beta +) le plus utilisé.
Lorsque que le positon entre en collision avec des
électrons.
Il donne naissance à des photons gamma.
(Rayonnement)
Dans l’étude d’une scintigraphie le patient reçoit alors une dose de produit radioactif
que nous expliquerons juste après notamment du 99 m TC .
Ce dernier est associé à
une molécule vectrice [question éventuelle sur les molécules vectrices(3)].
Qui
permet de guider le produit radioactif sur les os dans un endroit bien spécifique du
corps.
L’examen se déroule près de deux heures après intégration du produit pour
avoir une quantité suffisante.
Une fois cela effectué une caméra gamma entoure le
sujet.
Les isotopes radioactifs se désintègres et émettent des rayons gamma capter
par la caméra.
A l’aide d’outil informatique cela crée une image dessinant la zone
rechercher.
La désintégration est aussi définie par la demi-vie.
La demi-vie
correspond au temps nécessaire pour que la moitié des atomes se désintégrés.
III - Effet concret sur la médecine et ses limites --- qu’est-ce qu’on attend
et jusqu’à où
Comme nous avons remarqués, le fluor 18 est majoritairement utilisé mais il existe
de multiples produits comme le glucose radioactif FDG en médecine nucléaire car ils
permettent de répondre aux diverses solutions sans causer de risque majeur sur la
santé.
Il s’agit en médecine de produit faible durée de vie afin de ne pas avoir de
risque sur la santé au long therme par exemple la durée de vie du 99 m TC est
seulement de 6H.
La scintigraphie ne présente donc presque aucun danger.
Cependant elle présente des limites.
En cas de répétition à l’examen, les risques sur
la santé peuvent survenir.
En effet cela reste un produit radioactif qui peut altérer à
la santé.
D’abord notre organisme est habitué à réparer ces lésions en permanence.
Lorsque notre corps utilise l’oxygène que nous respirons, se forment naturellement
des radicaux libres dangereux pour nos cellules.
Mais notre organisme répare
naturellement les lésions qu’ils peuvent causer.
Toutefois, si l’exposition à l’un de ces
phénomènes est intense et / ou prolongée, les mécanismes de réparation mobilisés
par l’organisme peuvent devenir insuffisants.
Il arrive aussi que ces mécanismes
soient défaillants et ne puissent répondre à une telle agression.
Dans un cas comme
dans l’autre, si notre corps ne parvient plus à réparer les cellules lésées, celles-ci
peuvent être détruites.
Elles ne meurent pas mais se caractérisent par une mutation
génétique.
La radioactivité est donc un facteur majeur de ces lésions.
Or si la
fréquence de l’examen est contrôlée et sachant que la quantité de produit radioactif
injectée est faible et donc n'expose donc pas le patient à des risques pour sa santé.
Les allergies peuvent exister mais sont exceptionnelles.
Le premier usage de ce
système est la base de l’imagerie en médecine nucléaire : la scintigraphie.
C’est la
plus ancienne.
Elle consiste à administrer au patient une petite quantité de substance
radioactive appelée médicament radiopharmaceutique.
Mais alors que devons-nous
attendre de....
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