Radio-isotopes médicaux : la courte demi-vie du technétium 99m
1 · Prédire
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 ?
- 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.
2 · Configurer
- Ouvrez le préréglage tc99m-medical et appuyez sur Réinitialiser. La demi-vie est fixée à 6 heures ; l'échantillon commence avec 10¹⁰ atomes.
- Activez la lecture de l'activité.
- Réglez le temps écoulé pour chaque essai et enregistrez l’activité de l’échantillon.
3 · Collecter les données
| Temps écoulé t (h) | Activité A (kBq) |
|---|---|
| 3.00 | |
| 6.00 | |
| 12.00 |
Tracez l'activité A (axe des y) par rapport au temps écoulé t (axe des x) pour vos trois essais. Suit-il la même forme exponentielle que N(t) ?
4 · Analyser
- ...en utilisant T½ = 6 heures, N₀ = 10¹⁰...
- 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.
5 · Approfondir
- Expliquez pourquoi le carbone-14 (avec sa demi-vie de 5 730 ans) serait un mauvais choix...
- 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.
La physique derrière cette expérience
Activité radioactive
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.
Physique moderne
- L’effet photoélectrique : un seuil énergétique précis
- L'effet photoélectrique : potentiel d'arrêt
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- Diffusion Compton : décalage de longueur d'onde à 90°
- Diffusion Compton : décalage maximal à la rétrodiffusion
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