Physique moderne

Traceur médical Tc-99m

Traceur à courte demi-vie — l'activité chute rapidement sur le graphique de désintégration.

Traceur médical Tc-99m — simulation interactive de Physique moderne. Traceur à courte demi-vie — l'activité chute rapidement sur le graphique de désintégration. Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.

Traceur médical

traceur à demi-vie courte  : l'activité chute rapidement sur le graphique de décroissance.

traceur à demi-vie courte  : l'activité chute rapidement sur le graphique de décroissance.

• T½ courte
• Activité A = λN

Mémoire d'enquête

Planifiez la question avant d'ouvrir le laboratoire

Le brief reprend la page pré-rendue  : question directrice, prédictions concurrentes, rôles des variables, lois directrices, préparation et consignes d’analyse et de prolongement restent visibles et dans cet ordre.

Question de conduite

Le technétium-99m (utilisé en imagerie médicale) a une demi-vie d'environ 6 heures seulement, bien plus courte que celle du carbone-14, 5730 ans. Son ACTIVITÉ radioactive (désintégrations par seconde) diminue-t-elle également avec le temps, ou l'activité reste-t-elle constante alors que seul le nombre total d'atomes diminue ?

Des pronostics à peser

• L'activité diminue également, suivant la même décroissance exponentielle que le nombre d'atomes, puisque l'activité est proportionnelle au nombre d'atomes radioactifs restants.
• L'activité reste constante même si le nombre d'atomes diminue.
• L’activité augmente en fait à mesure qu’il reste moins d’atomes, puisque chaque atome restant est plus susceptible de se désintégrer.

Rôles variables

Ce que vous définissez  :

• Temps écoulé t (h)

Ce que vous mesurez  :

• Activité A (MBq)

Comment se déroule l'enquête

1. Ouvrez le préréglage tc99m-medical et appuyez sur Réinitialiser. La demi-vie est fixée à 6 heures  ; l'échantillon commence avec 10¹⁰ atomes.
2. Activez la lecture de l'activité.
3. Réglez le temps écoulé pour chaque essai et enregistrez l’activité de l’échantillon.

Équation gouvernante

Activité radioactive — A = λN

L'activité d'un échantillon - son taux d'événements de désintégration par seconde - est A = λN, où λ = ln(2)/T½ est la constante de désintégration et N est le nombre de noyaux non décomposés restants. L’activité chute de façon exponentielle en parallèle avec N.

Ce que la feuille de travail imprimable demande aux élèves de résoudre

• Pour un essai, calculez N(t) = N₀·(1/2)^(t/T½) en utilisant T½ = 6 hours, N₀ = 10¹⁰, puis A = λN en utilisant λ = ln(2)/T½. Comparez avec le tableau.
• Expliquez pourquoi l'activité A = λN suit exactement la même courbe de désintégration exponentielle que N(t) lui-même - l'activité est simplement le nombre d'atomes mis à l'échelle par la constante de désintégration fixe λ.

Où cela apparaît au-delà du laboratoire

• La courte demi-vie du Tc-99m est exactement la raison pour laquelle il est utilisé en imagerie médicale  : il délivre rapidement un signal radioactif puissant et utile, puis se désintègre jusqu'à un niveau sûr en une journée environ, minimisant ainsi l'exposition aux rayonnements à long terme du patient. Expliquez pourquoi le carbone-14 (avec sa demi-vie d'un an 5, 730) serait un mauvais choix pour cette application.
• Parce que le Tc-99m se désintègre si rapidement, les hôpitaux ne peuvent pas le stocker. Il est généralement «traité» sur place à partir d'un isotope parent à vie plus longue (molybdène-99) peu de temps avant utilisation. Expliquez, à l'aide de la loi de désintégration, pourquoi l'expédition de Tc-99m préfabriqué depuis une usine éloignée gaspillerait la majeure partie de la dose pendant le transport.

• AP Physics 2 — Unit 15: Modern Physics
• IB Physics — E.3 Radioactive decay
• General High School Physics — Modern physics intro
• NGSS High School Physics — Wave-particle duality of light

1. Bienvenue dans Tc-99m médical
2. Sélectionnez le nucléide
3. Appuyez sur Lecture
4. Demi-vie médicale
5. Ouvrez l'Inspecteur
6. Bravo !

Ouvrez la simulation interactive pour construire la scène, appuyez sur Lecture et explorez avec des mesures en direct et un tutoriel guidé.

Ouvrir le laboratoire interactif →

Télécharger la fiche de laboratoire →

Désintégration radioactive et demi-vie