grand oral physique chimie radioactivité

« Je veux devenir médecin, c’est pour ça que des septembres je vais intégrer la PASS à Marseille, (parcours d’accès spécifique de santé) qui permet d’accéder à des métiers de santé. Je viens d’un pays qui a était touché par une catastrophe nucléaire (Tchernobyl) alors depuis très jeune on m’a toujours mis en garde contre la radioactivité, or lorsque je me suis cassé le bras j’ai fais ce que l’on appelle couramment une « radio » qui utilise la radioactivité. Comment est utilisée la radiologie en médecine ? Henri Becquerel en 1986 a remarqué que sa peau s’est irrité après qu’il ait porté un tube de radium dans sa poche, c’est le premier scientifique à émettre l’idée que la radioactivité peut avoir des méfaits sur son organisme.

En 1901, Pierre Curie provoque lui aussi une irritation semblable, il se rend compte que la radioactivité peut être exploitable dans le domaine médicale pour traiter les cellules cancéreuses par exemple. Par la suite, Henri Becquerel, Marie Curie envisagèrent d’utiliser le pouvoir pénétrant des rayonnements pour visualiser l’intérieur du corps mais également pour traiter des maladies grâce aux rayonnements. Nous verrons d’abord la caractéristique des rayons.

Nous verrons ensuite ses utilisations à but thérapeutique et enfin ses utilisations à but diagnostique.

(Partie thérapeutique sur le mega de MDEP) Partie I : La radiologie est une discipline utilisant des rayons radioactifs.

Radioactivité est faite par certains noyaux capable de se désintégrer en d’autre éléments fils tout en émettant des rayonnements.

(explication rayonnement b- b+, a, gamma (cours physique chimie)). Le but est de se débarrasser des cellules cancéreuses lorsque la tumeur d’un patient se révèle être maligne.

D’où l’intérêt de la Radiothérapie que l’on appelle aussi irradiation qui est un traitement anticancéreux qui consiste à utiliser des rayons ionisants à haute énergie pour détruire ou endommager les cellules cancéreuses.

Ces rayons endommagent le matériel génétique, les cellules malignes ne peuvent plus se multiplier et la tumeur se réduit.

La radiothérapie est aussi bien prescrite pour traiter un cancer initial que des métastases, ou encore pour alléger les symptômes du cancer. Néanmoins, elle peut aussi affecter les cellules saines qui se trouve autour de la zone irradiée.

Il faut donc trouver une dose qui permet de détruire la tumeur, épargnant au mieux les tissus sains. (principe ionisation) Rappelons d’abord qu’un atome peut être excité au niveau nucléaire, comme vu précédemment mais aussi au niveau électronique.

En effet, les électrons d’un atome qui gravitent autour du noyau sont organisés sous forme de couches électroniques par rapport à leur proximité relative à celui-ci.

Plus les électrons sont situés sur des couches électroniques proches du noyau, moins l’atome est alors excité.

L’excitation de l’atome au niveau électronique a donc pour conséquence la migration d’électrons sur des couches électroniques moins proches du noyau et nécessite pour cela, comme pour l’excitation nucléaire, un gain d’énergie.

Celui-ci peut être causé par différents facteurs : les réactions chimiques, l’exposition à une certaine température, l’exposition à des particules ionisantes (comme le rayonnement alpha) ou encore l’exposition à desondes électromagnétiques.Mais, si cet atome est exposé à un niveau d’énergie très élevé, alors un ou même plusieurs électrons peuvent migrer sur une orbite si éloignée du noyau qu’il ne subira plus sa gravité et partira ainsi de l’atome.

L’atome sera ainsi donc en «carence» d’un électron et deviendra alors un ion, aux caractéristiques souvent très différentes de l’atome initial (tissu vivant) Les radiations et/ou particules ionisantes vont exciter les molécules composant nos cellules.Ces molécules sont principalement des molécules d’eau (en effet, l’eau représentant 70% de la composition de notre organisme, c’est la plus touchée par les effets physico-chimiques liés à l’exposition de notre organisme à des éléments radioactifs), mais peuvent être aussi des protéines, les composants de la membrane cellulaire et nucléaire, des molécules d’ADN etc.Lors de la phase de désexcitation de celles-ci, certaines de leurs liaisons (les plus faibles) vont rompre, créant ainsi deux radicaux libres distincts.Un radical libre est une molécule ayant un électron qui n’est pas apparié.Ces radicaux vont donc chercher à s’apparier à un autre électron en créant une liaison avec un autre atome ou une molécule.

Dans le cas de la molécule d’eau, on parle deradiolysedel’eau.Les molécules nous constituant peuvent donc être altérées de deux manières différentes : •soit par l’effet dit «direct» des rayonnements sur les molécules créant des radicaux libres, •soit par l’intermédiaire de l’appariement de radicaux libres à la molécule modifiant la composition de celle-ci.

Les conséquences inévitables sont l’incapacité de la molécule touchée à exercer sa fonction première ou l’altération de sa fonction initiale (inactivation enzymatique, dégradation moléculaire...). Partie II : radiothérapie De la radiumthérapie à la curiethérapie. En décembre 1898, Marie et Pierre Curie découvrent un nouvel élément chimique qu’ils appellent «radium».

Pierre Curie et Henri Becquerel publient en 1901 un article relatant les effets physiologiques du rayonnement du radium. Dans les années 1910, Marie Curie, qui dirige alors l’Institut du Radium développe, avec le Dr.Regaud qui dirige l’Institut Pasteur, la «curiethérapie».

C’est une méthode qui consistait à irradier localement une tumeur cancéreuse en introduisant de fines aiguilles contenant du radium.

Le radium est un élément radioactif.

On estime aujourd’hui sa demi-vie à 1622 ans.

Les médecins avaient très vite compris que les rayonnements ionisants tuaient plus facilement les cellules cancéreuses que les cellules saines, bien qu'ils n'aient pas su pourquoi.

Mais il y eut un long chemin à parcourir avant qu'ils ne parviennent à optimiser les doses de ces rayonnements tout en minimisant les risques pour les patients et les opérateurs.

À l'âge héroïque, il n'était pas possible de calculer la dose de rayonnement émise et les médecins recouraient le plus souvent à une irradiation massive aux rayons X d'une grande partie du corps pour détruire la tumeur d'un seul coup.

Cela entraînait fréquemment la nécrose des tissus sains environnants sans garantir l'absence de récidive de la tumeur.

Pour les tumeurs traitées par radioactivité, on employait des sels de radium, d'abord contenus dans des tubes en verre puis dans des aiguilles en platine, placés contre les tumeurs (ou à l'intérieur) ce qui limitait leur usage aux cancers accessibles de l'extérieur et de petite taille (cancers du sein, de la peau, du col de l'utérus).Afin de mettre directement en contact les substances radioactives avec la tumeur, un matériel adapté, aussi appelé matériel vecteur, est inséré à l’endroit voulu sous la forme d’aiguille, de tube plastique, de grains ou de fils.

Cet implanttemporaire ou permanent servira ensuite de support aux sources radioactives qui seront seulement introduites au moment de la réalisation du traitement.Il existe différents types de curiethérapie, •la curiethérapie à bas débit de dose(LDR)demeure l’une des plus répandues.

Durant ce traitement, la source radioactive est appliquée sur la zone concernée pendant deux à cinq jours.

Au cours de cette période, le patient est hospitalisé dans une chambre.... »