Glossar

 

Applications

Le recours à la radioactivité et à des processus nucléaires, tels que la fission dans les centrales nucléaires, est aujourd’hui très largement répandu.

Les processus nucléaires jouent un rôle important dans notre quotidien. Il est possible de se protéger du rayonnement et les déchets radioactifs générés doivent être isolés de manière sûre et durable de notre environnement.

La radioactivité est utilisée principalement dans les domaines suivants:

Des substances radioactives sont utilisées pour les analyses de matériaux, les mesures des niveaux de remplissage et de densité (radiométrie), la surveillance des processus.  

Elles interviennent aussi dans les techniques de mesure et les procédés d’analyse, notamment pour la détection de dégâts d’eau, de drogues ou d’explosifs.

Par ailleurs, divers objets d’usage courant contiennent des substances radioactives. Les substances fluorescentes qui rendent la peinture lumineuse en contiennent par exemple d’infimes quantités dans les montres anciennes, les appareils de mesure et d’affichage ou encore les boussoles. D’anciens détecteurs d’incendie fonctionnent avec des sources de rayonnement ionisant.

Schweissnaht

Contrôle des soudures d’un pipeline. Photo: Suva

Certains examens (diagnostics) et traitements médicaux (thérapies) utilisent des substances radioactives.

L’irradiation est faible dans la plupart des applications. L’irradiation par de puissantes sources radioactives (ou des rayons X) n’est utilisée que pour détruire des cellules cancéreuses (tumeurs) ou stériliser du matériel médical.

Examens médicaux

La tomographie est une technique d’imagerie médicale. Le patient ingère un sucre (glucose) contenant un marqueur radioactif qui est diffusé ensuite dans l’ensemble du corps. Le rayonnement radioactif permet d’identifier la position et la structure d’organes, de tissus et de tumeurs, et d’en restituer une image.

 
 

La tomographie par émission de positrons ou PET scan permet d’identifier de petits foyers tumoraux disséminés, du fait que leurs cellules fixent plus fortement le traceur radioactif que les cellules saines. Photo: Internet

Traitements médicaux

Pour le traitement des cancers, on utilise de puissantes sources radioactives externes qui permettent la destruction ciblée des cellules tumorales. On peut aussi introduire directement dans le corps de faibles sources radioactives qui agissent pendant une certaine durée, par exemple pour le traitement du cancer du col de l’utérus. On administre parfois aussi des médicaments radioactifs.

Le traitement du cancer par radiothérapie est très largement développé. Il peut être mis en œuvre de manière très ciblée afin que les tissus voisins sains ne soient pas ou peu endommagés. Photo: Centre de pneumologie, Hemer

Production d’électricité et géothermie grâce à l’uranium. Fission nucléaire dans les centrales nucléaires.

La production d’électricité dans les centrales nucléaires repose sur la fission d’atomes d’uranium. Un kilogramme d’uranium fissile produit environ deux millions de fois plus d’énergie que la même quantité de pétrole.

La Suisse exploite cinq réacteurs nucléaires pour une production d’électricité quasi exempte de dioxyde de carbone, mais générant des déchets radioactifs. 40% de l’électricité produite en Suisse provient des centrales nucléaires, 60% des centrales hydrauliques. Le cycle de l’eau nécessaire à l’énergie hydraulique dans l’atmosphère (évaporation, élévation de l’humidité et précipitations) est activé essentiellement par le rayonnement thermique du soleil, généré lui-même par le processus de fusion nucléaire.

L’un des cinq réacteurs nucléaires de Suisse se trouve à Leibstadt. Le réacteur où se déroule la réaction de fission nucléaire est situé dans le bâtiment surmonté d’une coupole d’un diamètre d’environ 6 mètres et d’une hauteur de 22 mètres. Photo: Centrale nucléaire de Leibstadt

 

Géothermie

La géothermie provient en grande partie de la désintégration de substances radioactives naturelles dans la croûte terrestre. Avec la chaleur initiale du noyau de la Terre, ce processus produit en surface une température qui rend la biodiversité possible.

En Suisse, l’utilisation de la chaleur terrestre à l’aide de sondes thermiques pour pompes à chaleur est largement répandue. Par ailleurs, la possibilité d’utiliser des centrales géothermiques pour la production d’électricité est à l’étude.

 

Le rayonnement ionisant est utilisé dans la prévention de la transmission d’agents pathogènes ainsi que dans le secteur de l’agriculture.

La stérilisation de matériel médical ou d’implants est répandue dans le monde entier. 

 

La mouche tsé‐tsé, vectrice de la maladie du sommeil, a été combattue en stérilisant par rayonnement des mâles d’élevage et en les libérant en grand nombre dans la nature. La même méthode est appliquée pour combattre les parasites en agriculture. Photo: Internet

 

Des sources radioactives sont aussi utilisées pour la destruction de bactéries telles que les salmonelles, ainsi que pour prolonger la durée de conservation de semences et de denrées alimentaires telles que les épices. En Suisse, une entreprise détient une autorisation pour l’irradiation d’herbes aromatiques et d’épices séchées. Photo: Internet

Dans la recherche, de nombreuses applications  recourent à des substances radioactives ou les génèrent par irradiation de particules.

L'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) utilise un réacteur nucléaire à des fins de recherche scientifique.

De même, l'Institut Paul Scherrer (PSI) à Villigen/Würenlingen et le CERN (Centre européen pour la recherche nucléaire) à Genève utilisent des accélérateurs de particules comme instruments de recherche. L'irradiation de certains composants par des particules est ici aussi source de radioactivité.

Les substances radioactives ont de nombreuses applications. Des marqueurs radioactifs sont utilisés par exemple dans la recherche chimique, pour l’étude du transport de polluants dans le sous-sol ou de sédiments dans les cours d’eau ou les mers. Certaines œuvres d’art anciennes sont analysées et débarrassées par irradiation des attaques dues aux insectes ou aux champignons. Dans les sondes spatiales, l’énergie de propulsion nécessaire aux lointains voyages dans l’espace est fournie par des sources nucléaires.

Des radionucléides de différentes périodes ou « demi-vies », présents dans la nature, sont analysés pour déterminer l’âge de découvertes archéologiques, de roches ou d’eaux souterraines. On étudie pour cela le rapport entre les quantités du radionucléide qui se désintègre et des produits issus de cette désintégration.

 

Le CERN (Centre européen pour la recherche nucléaire). Photo: CERN

DOMAINES QUI UTILISENT LA RADIOACTIVITE

Photo : Comet / W4