Structure de la matière

• Pour visualiser, on injecte un produit de contraste à l’intérieur, ici l’iode 127, beaucoup plus dense que les tissus biologiques et qui crée donc un contraste dans l’image.
• Depuis l'Antiquité, deux écoles grecques de philosophie s'affrontent : l'Ecole de Platon et Aristote qui représente la théorie officielle pendant 2000 ans et l'Ecole de Leucippe et Démocrite qui introduit le concept d'atome, la plus petite quantité de matière qui ne peut être coupée.
• Lavoisier, Dalton et Mendeleïev reprennent le concept d'atome au 18e siècle.
• La conception du concept d'atome continuera d'évoluer au fil du temps avec la découverte de la structure fine de l'atome et premières notions de mécanique quantique par Thomson, Planck, Rutherford et Einstein jusqu'au modèle actuel : l'atome est constitué d'un noyau autour duquel gravitent des électrons, et entre eux énormément de vide.
• La découverte que le noyau est lui-même constitué de petites particules, elles-mêmes composées de quarks, a lieu en 1969 (Murray Gell-Mann).
• Selon les modèles actuels, l'univers est constitué de 25% de matière sombre, 70% d'énergie noire et 5% de matière baryonique.
• L'échelle de l'atome est l'Angström (10-10m).
• La matière présente 3 états différents : solide, liquide et gazeux.
• La matière est constituée de molécules qui sont des amas d'atomes.
• L'atome est composé d'électrons gravitants autour d'un noyau, lui-même constitué de particules élémentaires : les nucléons (protons + neutrons), eux-mêmes constitués de quarks.
• Les plus courants sont l'yttrium 90, le radium 83, l'iode 131.
• Les plus utilisés sont le C, O, N, F et le Gallium (Ga).
• En scintigraphie, il existe une technique particulière : la TEP (= utilisation d’émetteurs de positons en JAUNE).
• En IRM, on utilisera les propriétés magnétiques de certains nucléides tels que l’hydrogène, l’hélium, le sodium le phosphore et le gadolinium comme produit de contraste.
• L’iode naturel : Z = 53, N = 74, A = 127
• Grâce à cette possibilité de variation, en plus des 115 éléments de la classification de Mendeleïev, on peut compter plus de 2000 nucléides artificiels ou naturels en faisant varier leur nombre de neutrons.
• L’iode est utilisé dans différentes techniques d’imagerie et de thérapie en médecine : radiologie, scintigraphie, thérapie, réalisation de dosages biologiques.
• En radiologie, il n'y en a que deux utilisés à l'état stable comme produits de contraste : le baryum et l'iode.
• Les différentes formes de l’iode sont appelées des isotopes : Z reste constant mais N est variable (donc A aussi).
• Pour la radiothérapie, les nucléides utilisés à la fois en radiothérapie inter-vectorisée ou encore en curiethérapie sont représentés sur fond ROUGE.
• L'iode est tricolore : GRIS pour la radiologie, VERT pour la scintigraphie, ROUGE pour la thérapie.
• Nucléide : espèce de noyau (Fe, O,...) caractérisé par son numéro atomique Z, son nombre de masse A, et son état énergétique (stable/instable).
• Z détermine la nature du noyau.
• Les éléments légers, moitié supérieure du tableau, sont tous naturels, sauf le Technétium, qui a un intérêt particulier pour la scintigraphie en imagerie médicale.
• Certains éléments sont aussi à l’état solide, mais non métalliques, par exemple, le Carbone et le Souffre.
• Ils se trouvent à l’état gazeux comme l’Hydrogène et la dernière colonne correspond aux gaz rares.
• Sous conditions normales de température et pression (20°C et 1atm), la plupart des éléments sont à l’état solide, sous forme de métal.
• Seuls deux éléments sont liquides en conditions normales : le Mercure et le Brome.
• Les nucléides ayant un intérêt particulier pour l’imagerie ou la radiothérapie en médecine sont indiqués en VERT.
• La majorité des éléments du tableau sont naturels, 81 sont stables, 9 sont radioactifs.
• Les éléments restants sont indiqués en JAUNE.
• Les éléments lourds, moitié inférieure du tableau, sont donc majoritairement artificiels.
• Les 25 autres éléments sont artificiels, ils peuvent être synthétisés par des accélérateurs de particules, par exemple par fusion de noyaux.
• La périodicité des propriétés physiques, comme le rayon atomique, le potentiel d’ionisation, l’électronégativité, le point de fusion, est observée si on classe les éléments par ordre croissant de numéro atomique Z.
• En VERT, ce sont des nucléides utilisés pour l’imagerie par scintigraphie, qui est l’injection d’un nucléide radioactif souvent couplé à une molécule biologique, un vecteur, de manière à analyser une fonction des organes ou du métabolisme.
• Chaque nucléide a des propriétés physiques distinctes.
• Pour les identifier on utilise une nomenclature particulière.
• La structure fine d’un atome est constituée de particules élémentaires et de forces d’interaction qui permettent à ces particules d’interagir entre elles.
• Le quantum de la force nucléaire forte est le gluon, qui porte bien son nom car c'est un peu comme de la glue qui permet aux quarks et aux nucléons de tenir ensemble.
• Un atome est constitué d’un noyau autour duquel gravitent les électrons.