Thémadoc : La radioactivité au quotidien

Fiche professeur

Niveau

Section SMS, classe de première en sciences physiques.

Compétences mises en œuvre

Lecture et exploitation d’un texte scientifique.
Réinvestissement des connaissances du cours dans des situations voisines.

Objectifs

Réinvestir des notions rencontrées dans le programme de physique à partir d’un travail sur texte.

Travail à réaliser

Les élèves doivent répondre à un questionnaire après la lecture d’un passage d’un texte relatif à la contamination interne par le thorium 232 utilisé autrefois en radiologie.

Contamination interne par le thorium 232 (thorotrast), utilisé autrefois en radiologie

Le thorotrast est une solution d’oxyde de thorium, utilisé comme produit de contraste radiologique de 1928 à 1955. Le thorium 232 est un élément radioactif naturel (demi-vie 1,47.10¹⁰ ans), dont les particules α ont un parcours de 40 μm dans les tissus. Il a été injecté à des centaines de milliers de patients à des volumes de 1 à 100 mL, correspondant à des activités de 2 à 200 kBq. Le premier cancer a été observé en 1947 et il a été suivi d'une longue série.
Le cancer du foie a été plus fréquent, son apparition (20 à 28 ans après l'injection) est d'autant plus précoce que l'activité injectée est plus grande.
La fréquence augmente avec l'activité injectée. Pour une injection de 25 mL (50 kBq), la dose absorbée moyenne dans le foie est estimée à 0,25 Gy/an pour toute la durée de la vie, l'oxyde de thorium étant fixé définitivement ; l'irradiation subie atteint donc 5 Gy en vingt ans.
Le seuil pratique de dose d'induction d'un cancer est, dans ce cas, celui pour lequel la durée d'apparition du cancer est supérieure à l'espérance de vie du sujet.
La fréquence des cancers du foie a été nulle pour des doses inférieures à 2 Gy (soit 10 mL de solution).

Questions

Les questions en italique se rapportent au cours. La dernière question est un peu difficile. On la rend beaucoup plus facile en ne demandant qu’une application.
Les autres questions se rapportent au texte et permettent de réinvestir les connaissances du cours.
1. Qu’appelle-t-on « période radioactive d’un élément » ?
2. Quelle est la période du thorium ?
3. À quelle propriété du rayonnement α fait allusion la proposition suivante : « dont les particules α ont un parcours de 40 μm dans les tissus » .
4. Comment s’effectuait la contamination interne des patients par le thorium 232 de 1928 à 1955 ?
Il est dit dans le texte « La fréquence augmente avec l’activité injectée » :
– de quelle fréquence parle-t-on ici ?
– de quoi dépend l’activité d’un échantillon ?
5. Le texte dit : « Il a été injecté à des centaines de milliers de patients à des volumes de 1 à 100 mL, correspondant à des activités de 2 à 200 kBq ». Le kBq est le multiple d’une unité de mesure radioactive. De quelle unité s’agit-il ?
– À quoi correspond 1 Bq ?
6. Quelle est l’unité utilisée pour mesurer la dose d’énergie absorbée lors d’une irradiation ?
7. Citer deux autres applications de la radioactivité dans le domaine médical.

Propositions de réponses

1. La période radioactive est la durée pendant laquelle le nombre de noyaux radioactifs d’un échantillon de cet élément diminue de moitié. On peut également dire que « c’est la durée au bout de laquelle l’activité de l’échantillon a diminué de moitié ».
2. On lit dans le texte que la période ou demi-vie du thorium est de 1,47.10¹⁰ ans.
3. Son absorption dans les tissus. Ils sont entièrement absorbés à partir de 40 μm dans les tissus.
4. Par injection de thorotrast qui est une solution d’oxyde de thorium, utilisée comme produit de contraste radiologique de 1928 à 1955. Le thorium 232 est un élément radioactif naturel. La fréquence dont il est question, correspond au nombre de cancers observés. Ici, comme il s’agit toujours du même produit radioactif, l’activité d’un échantillon ne dépend que de la dose absorbée.
5. Le becquerel.
6. Le gray.
7. La scintigraphie. La destruction des cellules cancéreuses.