Au coeur de la radioactivité Utilisations de la radioactivité

Illustration des utilisations de la radioactivité

Depuis la découverte de la radioactivité au XIXe siècle, l’homme a appris à domestiquer ce phénomène et à le recréer artificiellement pour satisfaire de nombreux besoins quotidiens. La radioactivité est employée notamment à travers des applications médicales, scientifiques ou industrielles. Quelques exemples d’application de la radioactivité…

 

Soigner, connaître le vivant

Depuis 1934, la radioactivité artificielle permet de créer à volonté des atomes radioactifs. Cette découverte a ouvert de nouvelles possibilités d’analyses et de traitements médicaux :

  • diagnostics des cancers par le biais de scintigraphies et tomographies, autorisant des examens poussés d’organes en fonctionnement (cœur, cerveau, poumons, os, reins) ;
  • traitement des tumeurs grâce à la radiothérapie, qui emploie les rayonnements des radionucléides pour détruire les cellules cancéreuses.

La radioactivité fait aussi progresser la recherche scientifique, notamment par l’usage des "traceurs". En suivant le parcours de ces radionucléides injectés dans l’organisme, on comprend le métabolisme des organes et on teste de nouveaux médicaments.

Explorer la Terre et son histoire

Les radionucléides possèdent de nombreux usages en géologie, océanographie ou climatologie. Ils ont notamment permis de déterminer l’âge de la Terre et de découvrir l’histoire du climat. La radioactivité est aussi un moyen de prévoir les éruptions volcaniques et les séismes, et de suivre à la trace les courants océaniques.

Produire de l’énergie nucléaire

Aujourd’hui, les trois-quarts de l’électricité française sont produits dans des centrales nucléaires qui fonctionnent grâce à la particularité de certains atomes radioactifs. Ces derniers dégagent une forte chaleur en se désintégrant. C’est le cas de l’uranium et du plutonium, utilisés comme combustibles dans nos centrales, qui se désintègrent par fission nucléaire. Découvert en 1938, ce principe fournit une énergie abondante à partir d’une petite quantité de combustible.

Protéger le patrimoine

La muséographie exploite les propriétés des atomes radioactifs pour identifier, dater et traiter toutes sortes de pièces et de vestiges. Elle permet entre autres :

  • l’authentification des œuvres et de leur provenance,
  • la datation des pièces grâce au carbone 14 et à la thermoluminescence,
  • la consolidation des objets fragiles par irradiation,
  • l’identification des techniques et matériaux caractérisant les œuvres,
  • la désinfection des sites ou pièces attaqués par des parasites.

Les usages agricoles et industriels

Dans les secteurs agricole et agroalimentaire, la radioactivité est utilisée par exemple pour la protection des cultures contre les insectes ou la conservation des aliments. Dans l’industrie, on l’utilise pour des tâches variées (contrôle des soudures, détection de fuites ou d’incendies, etc.).

La scintigraphie est une technique couramment utilisée pour diagnostiquer certaines maladies. De très faibles quantités de substances radioactives sont injectées dans l’organisme. Celles-ci se fixent d’autant mieux dans l’organe à examiner que celui-ci fonctionne bien.
scintigraphie d'un organe humain
Les atomes radioactifs ont la particularité d’être facilement mesurables et détectables grâce aux rayonnements qu’ils émettent. En médecine ou en recherche par exemple, cette propriété est couramment utilisée pour suivre le cheminement d’une molécule dans le corps humain.  
matériel de mesure de la radioactivité
Dans un réacteur nucléaire, c’est l’uranium ou le plutonium qui servent de combustible. Leur noyau a la particularité de se briser en deux en dégageant de l’énergie et une forte chaleur. En se brisant, le noyau émet des neutrons qui à leur tour vont briser d’autres noyaux. C’est la réaction en chaîne.
vue extérieure d'une centrale nucléaire
Dans l’industrie agro-alimentaire, l’ionisation des aliments (fruits et légumes frais, céréales…) permet d’éliminer les insectes, parasites et bactéries, permettant ainsi une meilleure conservation des produits. Cette technique est également utilisée pour pasteuriser la viande ou le poisson.
ionisation des aliments dans une usine
En France, 40 à 50 % des cancers sont soignés par radiothérapie. Les rayons ionisants émis par des sources radioactives permettent de détruire les cellules cancéreuses en orientant les rayonnements vers ces cellules.
appareil de radiothérapie
Grâce au caractère pénétrant des rayonnements, la radiographie utilisée dans l’industrie permet de repérer les défauts de certains matériaux, sans les détruire. C'est le cas par exemple, pour la vérification de soudures ou encore la fabrication de briquets pour vérifier leur niveau de remplissage. 
briquets de couleur jetés en vrac sur une table
En archéologie ou en ethnologie, il est possible de dater n’importe quel objet grâce au phénomène de décroissance naturelle de la radioactivité. Comment ? En comparant le niveau de radioactivité qu’il lui reste par rapport à celui qu’il avait au début.
dessins préhistoriques des grottes de Lascaux
De petites sources radioactives, au plutonium 239 ou au cobalt 60 par exemple, placées dans des batteries, permettent l’alimentation de satellites. Ces batteries ont l’avantage de pouvoir fonctionner sans entretien pendant plusieurs années.   
satellite en orbite au dessus de la Terre
Les rayonnements ionisants interagissent avec la matière et peuvent en modifier les propriétés. Ils sont ainsi utilisés pour transformer certains matériaux et les rendre plus résistants. C’est le cas de certains parquets utilisés dans les lieux publics ou encore du revêtement plastique des cartes à jouer.    
cartes à jouer étalées sur une table
La radiographie est une technique d’imagerie médicale utilisant des rayons X. Une source radioactive placée dans l’appareil permet de transformer ces rayons en électrons et d'obtenir ainsi une image de la zone radiographiée.
radiographie du thorax
L’irradiation permet également la restauration de nombreux objets d’art en les débarassant des insectes, bactéries et micro-organismes qui les rongent. Cette technique est également utilisée dans le domaine médical pour stériliser le matériel chirurgical par exemple.
gros plan sur du matériel médical
L’une des premières utilisations de la radioactivité fut à des fins militaires. Au fil du temps, les pays industrialisés se sont dotés d’armes nucléaires ou encore de sous-marins nucléaires.
sous-marin émergeant de l'eau