L'image scintigraphique utilise des traceurs et des marqueurs. Un traceur est une substance qui peut se localiser de façon sélective au niveau d'une structure particulière de l'organisme. Un marqueur est une substance radioactive qui se prète aisément à une détection externe. Il émet des rayonnement g qui sont détectés à l'extérieur de l'organisme à l'aide d'une gamma-caméra.

Pour réaliser des scintigraphie thyroïdiennes, l'iode radioactif est le traceur de référence. On utlise soit l'iode 131 soit l'iode 123.

A. Généralités :

1. Donner la composition des noyaux de l'iode 131 et de l'iode 123.
2. L'iode 123 est produit par réaction nucléaire entre des deutons ₁² D de haute énergie et du tellure ¹²² Te. Ecrire l'équation correspondant à la réaction nucléaire.
   - Préciser les lois de conservation utilisées et donner la nature de la particule qui accompagne la formation de l'iode 123.
3. Quelle doit être la caractéristique commune des deux isotopes de l'iode pour qu'ils puisent être utilisés comme marqueurs ?
4. Calculer l'énergie de liaisons par nucléons pour chacun des deux isotopes. Comparer les valeurs trouvées à la courbe d'Aston et conclure.

B. Utilisation de l'iode 131 émetteur (b^-, g) de demi vie t½= 8 jours :

1. Quels sont les rayonnements émis par l'iode 131 lors de sa désintégration ?
2. Ecrir l'équation de sa désintégration :

   51Sb

   52Te

   53I

   54Xe

   55Ce

3. Calculer en MeV l'énergie libérée par chaque désintégration.
4. Un patient adulte doit intéger par voie orale une quantité d'iode 131 d'activité A₀. Le délai entre l'administration du traceur et la réalisation des images est de 24 heures. Quelle est en fonction de A₀, l'activité de l'iode 131 dans le corps au moment où les images sont réalisées ?

C. Utilisation de l'iode 123 émetteur g pur de demi vie t½ = 13,2 h :

1. Calculer la constante de temps en h et en seconde.
2. Il faut injecter à un patient adulte une quantité d'iode 123 d'activité égale à 6,4 MBq. Tracer la courbe représentant A en fonction de t.
3. La réalisation des images se fair entre 2h et 4 h après administration de l'iode. déterminer graphiquement l'activité de l'iode 123 au bout de 4 h. Que vaudrait-elle si on réalisait une image 24 h après l'injection ?

iode 123	iode 131	xénon 131	proton	neutron	électron
122,876 52 u	130,877 05 u	130,875 45	1,007 28 u	1,008 66 u	5,4858 10-4 u

1 u = 931,5 meV

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corrigé

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le noyau d'iode 123 compte : 53 protons ; 123 -53 = 70 neutrons.

le noyau d'ode 131 compte : 53 protons ; 131-53 = 78 neutrons.

conservation de la charge : 1+52 = 53 + Z d'où Z =0

conservation du nombre de nucléons : 2+122 = 123 + A d'où A=1

la particule ₀¹X est un neutron.

les deux isotopes de l'iode doivent être radioactifs et émetteur g.

L'énergie de liaison d'un noyau est l'énergie qu'il faut fournir quand il est au repos pour le casser en ses différents nucléons obtenus au repos et sans interactions entre eux.

iode 131 :

défaut de masse53*1,007 28 + 78* 1,008 66-130,877 05= 1,184 27 u

énergie (J) =1,18427*931,5 =1103,14 MeV

puis diviser par le nombre de nucléons : 1103,14 /131 = 8,42 MeV / nucléons

iode 123 :

défaut de masse53*1,007 28 + 70* 1,008 66-130,877 05= 1,1155 u

énergie (J) =1,1155*931,5 = 1039 MeV

puis diviser par le nombre de nucléons : 1039 /123 = 8,45 MeV / nucléons

les valeurs trouvées sont inférieures au maximum 8,8 MeV /nucléons : ces deux isoptopes sont donc instables,

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émision d'électrons et de rayons gamma.

conservation de la charge : 53 = -1 + Z d'où Z= 54

conservation du nombre de nucléons : 131 = 0 +A d'où A = 131

X est un isotope du xénon

énergie libérée par désintégration :

|perte de masse| = 130,877 05-(130,875 45+5,485 10^-4) = 1,051 10^-3 u

énergie libérée: 1,051 10^-3* 931,5 = 0,978 MeV.

activité : A = A₀ exp ( - lt) = A₀ exp ( - t / t )

l : constante radioactive telle que l t½ = ln2

t½ = 8 jours ; l = ln(2) / 8 = 0,0866 jour^-1; t = 1/l= 11,541 jours.

activité à t = 1 jour : A = A₀ exp ( -1*0,0886) = 0,915 A₀.

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l : constante radioactive telle que l t½ = ln2

t½ = 13,2 h ; l = ln(2) / 13,2 = 0,0525 h^-1; t = 1/l= 19,04 h= 6,855 10⁴ s.