Production et utilisation du scandium 44, immunothérapie avec l'astate 211 d'après DTS IMRT 2009 En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l’utilisation de Cookies vous proposant des publicités adaptées à vos centres d’intérêts.

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Grâce à des protons de haute énergie, le noyau de scandium 44 est obtenu à partir de calcium 44 selon la réaction notée 44Ca (p, n) 44Sc. Ecrire l'équation de cette réaction nucléaire. 4420Ca + 11p --->4421Sc + 10n. Donner la configuration électronique de plus basse énergie de l'atome de scandium 44 ( 4421Sc ). 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1. Situer l'élément scandium dans la classification périodique à 18 colonnes. 3ème colonne et 4ème ligne. Le schéma de la désintégration du noyau de scandium 44 est représentée ci-dessous : Ecrire l'équation de la désintégration ß+ du noyau de scandium 44 symbolysée par la flèche 1, en précisant le symbole du noyau obtenu. 4421Sc ---> 01e + 4420Ca Ecrire l'équation de la transformation de X' en X. De quelle nature est le rayonnement émis ? Calculer son énergie. Le noyau de calcium 44 est dans un état excité ; il se désexcite en émettant un photon g d'énergie 1,2 MeV. 4420Ca* ---> 4420Ca + 00g. Le scandium 44 a un temps de demi-vie ( période radioactive T = 4,0 heures). Que signifie cette donnée ?  L'activité initiale de l'échantillon diminue de moitié en 4 heures. Des études sont actuellement menées en TEP ( tomographie par émission de positons) pour développer une technique employant du scandium 44. Pourquoi lit-on dans les revues le terme "TEP 3 gammas " ? Justifier la réponse. Le scandium 44  émet un photon gamma juste avant d’émettre un positon.  L'annihilation du positon fournit deux photons gamma supplémentaires     Web www.chimix.com a Immunothérapie avec l'astate 211. L'astate 211 est radioactif a ; le temps de demi-vie est T = 7,2 h. L'équation de production de ces noyaux s'écrit : 20983Bi + 42He ---> 21185At + 2 10n. Ecrire cette équation sous la forme symbolique proposée au paragraphe précédent. 209Bi ( 42He, 2n ) 211At. Ecrire l'équation de désintégration de l'astate 211 en identifiant le noyau obtenu. 21185At ---> 42He + AZX Conservation de la charge : 85 = 2 +Z d'où Z =83 ( élément bismuth Bi ) Conservation du nombre de nucléons : 211 = 4 + A d'où A = 207 21185At ---> 42He + 20783Bi On injecte à un patient un échantillon d'activité 10 mCi contenant de l'astate 211. Calculer dans le système internationnal d'unités, la constante radioactive de l'astate 211. l = ln2 / T avec T = 7,2 h = 7,2*3600 s =2,592 104 s. l = ln2 / 2,592 104 =2,674 10-5 ~ 2,7 10-5 s-1. Calculer le nombre N de noyaux d'astate injectés au patient. A = l N avec A =10 mCi = 0,01 Ci = 0,01* 3,7 1010 = 3,7 108 Bq. N = A / l = 3,7 108 / 2,674 10-5 =1,384 1013 ~ 1,4 1013 noyaux. La particule alpha est émise avec une énergie cinétique E = 6,78 MeV. Dans une tumeur cancéreuse on supposera, en première hypothèse, que le transfert d'énergie linéique ( TEL) de ces particules alpha vaut 120 keV/µm. Calculer la distance parcourue par ces particules alpha. Comparer cette distance au diamètre d'une cellule cancéreuse égal à environ 20µm. 6,78 MeV = 6,78 103 keV puis 6,78 103 / 120 = 56,5  µm. La distance parcourue par les particules alpha est environ trois fois supérieure à la taille d'une cellule cancéreuse. L'énergie moyenne nécessaire pour former une paire d'ions dans l'eau vaut  w =32 eV. Calculer le nombre total d'ionisations I provoquées par une particule alpha dans  la tumeur en assimilant les cellules cancéreuses  à l'eau. 6,78 MeV = 6,78 106 eV I =6,78 106  / 32 = 2,1 105. En déduire  l'ionisation spécifique ( ou densité d'ionisation linéaire  ) IS. Nombre de paires électron / ion crées par la particule incidente, par unité de longueur. TEL = IS w ; IS = TEL / w = 120 000 / 32 = 3,75 103 paire d'ion /picomètre. L'hypothèse d'un TEL constant est-elle réaliste ? Justifier. Le TEL n'est pas constant : une fois qu'une particule a pénétrée dans la matière, sa vitesse va diminuer ; le pouvoir d'arrêt est proportionnel  à l'inverse du carré de la vitesse. Le pouvoir d'arrêt linéique est identique au TEL.

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