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Technétium-99

Tous les atomes du tableau de Mendeleïev jusqu'à l'uranium sont présents dans notre environnement, à l'exception de deux éléments qui ne possèdent pas d'isotopes stables : le technétium (numéro atomique 43) et la prométhium (numéro atomique 61).

Un noyau d'exception
Le technetium-99m, très utilisé en médecine nucléaire, est un état intermédiaire de longue durée de vie du technétium obtenu lors de la désintégration d'un noyau radioactif de molybdène-99. L'émission d'un électron bêta laisse souvent le noyau dans un état excité, qui retourne à l'état normal (niveau fondamental) en émettant un photon gamma. Dans le cas du technetium-99, l’état excité – le technetium-99m - subsiste plusieurs heures, ce qui laisse le temps dans un hôpital de l'isoler, de l'injecter à un patient en tant que marqueur radioactif afin de procéder, par exemple, à une scintigraphie osseuse.
IN2P3

Le technétium, qui ressemble chimiquement au potassium, est une curiosité de laboratoire. Les périodes de ses trois isotopes instables s'échelonnent entre 215000 et 2.6 millions d'années. Ces durées paraissent bien longues par rapport aux échelles de temps humaines, mais elles sont très courtes en regard des 4,5 milliards d'années de la Terre. Le technétium a eu largement le temps de disparaître de l'environnement terrestre.

Depuis une cinquantaine d'années, le technétium est recréé artificiellement dans les réacteurs et pour des usages médicaux. L'isotope 99 en particulier est produit avec une certaine abondance. Sa période étant de 215000 ans, il fait partie des produits de fission à vie longue. Assez mobile, il contribue à la radiotoxicité ultime à très long terme des déchets nucléaires. C'est un des noyaux dont on cherche à se débarrasser (par transmutation) avec l'iode-129 et le cesium-135, afin de réduire la toxicité des déchets radioactifs au delà d'un millier d'années.

L'isotope appelé technétium-99m est un noyau encore plus curieux, car il s'agit d'un isomère à vie longue du technétium-99. En physique nucléaire, on appelle isomères des noyaux qui se maintiennent anormalement longtemps dans un état d'excitation. Normalement, les états excités retournent à l'état normal au bout d'une fraction de seconde. Il arrive exceptionnellement que la transition soit inhibée et très ralentie. Tel est le cas du technétium-99m qui subsiste plusieurs heures avant de retourner à l'état normal du technétium.

Cet état excité porte un nom, le technétium-99m qui le distingue du technétium-99 ordinaire. Le technétium-99m est obtenu dans les hôpitaux à partir d'un noyau radioactif précurseur, le Molybdène-99 généralement produit dans un réacteur. La période radioactive de 66 heures de ce précurseur donne le temps de le transporter à l'hôpital. La période radioactive du technétium-99m est elle même longue de 6 heures. Ceci donne le temps de l'utiliser dans un produit radiopharmaceutique pour un examen.

Le technétium-99m émet un photon gamma unique de 140 keV pour se désexciter, sans rayonnement bêta associé. Il est très recherché pour des diagnostics médicaux. Les rayons gamma sont absorbés loin de l'organe examiné ce qui minimise les dangers pour la matière vivante.

Dans un hôpital, le délai de quelques heures permet d'extraire chimiquement le technétium-99m, de le faire passer dans un sérum, puis de l'injecter à un malade afin de procéder à des examens par gamma-caméra. Le 99Tcm est l'isotope radioactif le plus utilisé dans le monde en imagerie scintigraphique. Plus d'un million de scintigraphies au technétium sont actuellement réalisées en France (2017), huit millions en Europe, plus de 30 millions à l'échelle mondiale.

SUITE : Utilisation médicale en imagerie nucléaire

Traduction anglaise