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Mesure de sections efficaces

Produire les isotopes radioactifs
Les isotopes radioactifs que l’on utilise pour des applications médicales sont en général produits de manière artificielle. C’est-à-dire qu’ils sont obtenus en envoyant des projectiles sur des cibles formées à partir des éléments stables présents dans la nature.
Le choix du projectile utilisé dépend du mode de décroissance du radio-isotope que l’on souhaite produire. Pour un radio-isotope émetteur beta+, on utilisera des particules chargées produits avec des accélérateurs comme des protons. Pour des radio-isotopes émetteurs beta-, on utilisera des neutrons produits en réacteur. Pour les isotopes émetteurs alpha, on utilisera aussi les neutrons d’un réacteur. On voit ainsi que les accélérateurs et les réacteurs nucléaires sont complémentaires pour ce qui concerne la production d’isotopes radioactifs.

La quantité de radio-isotopes produits lors de l’irradiation d’une cible est proportionnel au nombre de noyaux cibles et au flux de projectile que l’on utilise. Le coefficient de proportionnalité, qui contient toute la physique de l’interaction, est appelé section efficace de production. Il dépend de l’énergie du projectile.

Pour optimiser la production d’un radio-isotope, il faut donc déterminer le bon intervalle en énergie de nos projectiles et tenir compte du fait que, pour une énergie de projectile donnée, plusieurs réactions nucléaires différentes sont possibles. Ces autres réactions nucléaires vont produire des radio-isotopes non désirés (contaminants) qu’il faudra éliminer par la suite. Il est donc important lors de la phase d’optimisation des paramètres d’irradiations de voir dans quelle mesure on peut éviter la production de ces contaminants ce qui permettra de simplifier le travail ultérieur de purification radiochimique.

Les sections efficaces de productions
Ce travail d’optimisation se fait en utilisant les sections efficaces de production des differents isotopes.
Ces sections efficaces sont disponibles, lorsqu’elles sont connues dans les bases de données (NNDC). Pour certaines réactions, ces sections efficaces ne sont pas connues précisement et il est necessaire de les mesurer à nouveau. A cette fin, un programme de mesure de sections efficace a été mis en place utilisant la technique des « stacked foils ».