Une conférence de l'UTLS au LycéeL'énergie nucléaire par Francis Sorin (directeur du Pôle Information de la Société française d'Energie Nucléaire)Lycée Jean Cocteau (13 Miramas)
Mot(s) clés libre(s) : atome d'uranium, énergie, fission, fusion, radioactivité, réacteur, réaction nucléaire

L'imagerie médicale a sans aucun doute entraîné ces vingt dernières années une transformation radicale dans la façon d'aborder le diagnostic et le suivi thérapeutique. Un diagnostic de localisation d'une lésion cérébrale qui nécessitait un examen clinique long et minutieux par un neurologue expérimenté se fait aujourd'hui avec une précision millimétrique grâce au scanner ou à l'imagerie par résonance magnétique (IRM). Là où le maître entouré de ses élèves démontrait que la lésion ischémique ou tumorale devait siéger au niveau de tel noyau du thalamus (la vérification ayant lieu malheureusement souvent quelques semaines plus tard sur les coupes de cerveau), le neuroradiologue parvient au même résultat en quelques minutes. On pourrait multiplier les exemples ; là où le cardiologue se fiait à son auscultation et à des clichés de thorax, l'échocardiographie montre en temps réel les mouvements des valves cardiaques et la dynamique de la contraction ventriculaire, la scintigraphie myocardique précise la localisation des zones de myocarde ischémique et les anomalies de sa contraction ; demain l'IRM permettra de voir la circulation coronaire et le tissu myocardique et remplacera l'angiographie par voie artérielle. On pourrait encore citer l'échographie en obstétrique, en hépatologie ou en urologie, la scintigraphie dans la détection des lésions de la thyroïde, des métastases osseuses ou de l'embolie pulmonaire. Aujourd'hui la tomographie par émission de positons (TEP) est en train de devenir la méthode incontournable en cancérologie, non pas tant pour le diagnostic du cancer que pour en préciser l'extension, l'existence de métastases, l'évolution sous traitement après chimiothérapie, chirurgie ou radiothérapie ou encore l'apparition de récidives ou de métastases tardives. Au milieu du 19ème siècle, l'inventeur de la médecine expérimentale, Claude Bernard indiquait à Ernest Renan qui l'a relaté, que « l ‘on ne connaîtrait la physiologie que le jour où l'on saura décrire le voyage d'un atome d'azote depuis son entrée dans l'organisme jusqu'à sa sortie». Ce qui était totalement hors de portée du savant de cette époque, connaît en ce début du 21ème siècle une pleine réalisation grâce à une série d'avancées techniques rendues d'abord possibles par la radioactivité et aussi dans une certaine mesure par l'IRM et de toutes façons par la combinaison de plusieurs méthodes lorsqu'on aborde la pathologie. C'est certainement dans la description du voyage fait par le médicament dans le corps que réside aujourd'hui une des avancées les plus intéressantes dans le domaine pharmaceutique. Mais nous verrons aussi que quand nous écoutons, parlons, bougeons, réfléchissons... certaines aires de notre cerveau s'activent. Cette activation électrique et chimique des neurones se traduit par une augmentation du débit sanguin local dans les régions cérébrales concernées par cette activation. La TEP d'abord puis en utilisant les mêmes principes physiologiques, l'IRM aujourd'hui permet de produire des images sensibles au débit sanguin et ce, sans recours à l'injection d'une substance ou molécule particulière. Il ne peut s'agir dans cette conférence de décrire les principes physiques, les indications de toutes ces méthodes et les résultats qu'elles permettent d'obtenir en clinique. Par contre la comparaison de l'origine et de l'évolution de trois de ces méthodes, la radiologie, la médecine nucléaire et l'imagerie par résonance magnétique nucléaire est intéressante. La perspective historique permet en effet de mieux comprendre la genèse, l'évolution et les indications de ces différentes méthodes qui ont toutes leur point de départ dans la physique.
Mot(s) clés libre(s) : imagerie cérébrale, imagerie médicale, imagerie par résonance magnétique nucléaire, IRM, physique des particules, physique nucléaire, physique quantique, positon, radioactivité, radiologie, tomographie

Les neutrinos sont des particules élémentaires intéragissant très peu avec la matière. Depuis 70 ans ils jouent un rôle prépondérant en physique des particules. Les progrès de ces dernières années ont été époustouflants, sinon surprenants. Nous savons désormais que les neutrinos sont massifs! Je reprendrai pas à pas l'épopée des neutrinos pour dévoiler comment plusieurs générations de physiciens ont révélé les secrets de ces particules fantomatiques, et utilisé les neutrinos pour sonder à la fois l'infiniment petit et l'infiniment grand. J'insisterai sur les développements expérimentaux récents et je discuterai finalement des recherches actuelles.
Mot(s) clés libre(s) : astrophysique, Big Bang, cosmologie, fermion, interaction électromagnétique, lepton, mécanique quantique, modèle standard, neutrino, oscillation, particule élémentaire, Pauli, physique des particules, radioactivité, univers

Produire des noyaux atomiques revêt aujourd'hui une importance considérable. Ces noyaux, le plus souvent instables, ont de nombreuses applications. Ils sont utilisés en imagerie médicale, dans des expériences concernant des semi et supra conducteurs, en astrophysique, etc… Actuellement la situation est telle que les ingénieurs et physiciens nucléaires sont en mesure de construire des appareillages qui leur permettront d'explorer la fabrication de tels noyaux. Ils pourront arriver à une connaissance relativement complète de l'interaction forte dans le domaine des noyaux et bien maîtriser les principes d'interaction nucléaire. Ces principes sont la base de la compréhension des processus astrophysique et donc de l'explication de l'univers qui nous entoure.
Mot(s) clés libre(s) : accélérateur de particules, force électrostatique, fragmentation, interaction forte, isotope, neutron, noyau de l'atome, nucléosynthèse, physique nucléaire, proton, radioactivité

La Médecine Nucléaire est la spécialité médicale utilisant des radioéléments. Elle comprend quatre grands volets : - La scintigraphie (imagerie par les radioéléments) permet le diagnostic et le suivi de l'évolution de plusieurs affections, aussi diverses que l'infarctus du myocarde, l'embolie pulmonaire, l'infection osseuse, la plupart des cancers, l'insuffisance rénale ou encore l'épilepsie. - La radio-immunologie (méthode de dosage) utilise des radioéléments qui permettent le dosage de centaines de composés (hormones, peptides, récepteurs…) à partir de liquides biologiques (sang, urines, autres prélèvements). - La radiothérapie interne permet de traiter certaines affections par une administration de radioéléments capables de détruire des cellules malades. Cela s'applique à des maladies bénignes (hyperfonctionnement de la glande tyroïde, rhumatisme inflammatoire, excès de globules rouges) ou cancéreuses (thyroïde, glandes surrénales, certaines métastases osseuses, autres tumeurs plus complexes). - Dernier domaine : la détection per-opératoire où le chirurgien se guide grâce à une sonde, lui permettant de vérifier que son intervention a bien retiré la totalité d'un tumeur dont les cellules ont capté le radioélément administré.
Mot(s) clés libre(s) : cancer, imagerie, pathologie, radioactivité, radioélément, radiothérapie

La production d'énergie mondiale atteint 10 milliards de tonnes équivalent pétrole (tep) chaque année. Elle est assurée essentiellement par du pétrole, du gaz et du charbon, de façon très inégalitaire au niveau de la planète. Si les pays riches gaspillent, de nombreux pays en voie de développement et très peuplés tendent légitimement à augmenter massivement leur consommation dans les décennies à venir. Les scénarios énergétiques prévoient une augmentation de 50 à 300% de la production mondiale d'énergie d'ici 2050. Il est d'ores et déjà évident qu'une telle augmentation ne pourra se faire sur le modèle actuel, basé sur les énergies fossiles, dont les réserves sont limitées, et dont l'utilisation conduit à des émissions massives de CO2 responsable d'un changement climatique de grande ampleur. Le développement de nouvelles sources d'énergie est aujourd'hui incontournable, quelques soient les efforts que nous pourrons faire dans la maîtrise de la demande. Ces sources alternatives sont bien connues et relativement bien quantifiées. Le nucléaire apparaît comme la seule source disponible rapidement à grande échelle, mais nécessite une mobilisation importante de capitaux et une acceptation publique. L'énergie solaire est un gisement important, mais sa mise en oeuvre reste extrêmement chère et complexe. Elle est cependant déjà compétitive dans des zones dépourvues de réseaux électriques. L'énergie éolienne représente un gisement limité et ne pourra sans doute dépasser 10% de la production électrique, et toujours de façon intermittente et aléatoire. La biomasse est une voie intéressante, mais difficile de développer à grande échelle. Les autres sources (géothermie, vagues, marées, …) semblent incapables de répondre à une demande forte. Le stockage de l'énergie (hydrogène notamment) est loin d'être maîtrisé. Il représente un défi technologique important, et pourrait rendre les énergies intermittentes plus intéressantes dans l'avenir. Enfin, la fusion thermonucléaire représente une source massive, mais risque de ne pas être disponible avant la fin du siècle. Si le développement de l'électro-nucléaire au niveau mondial est sans doute la façon la plus rapide pour lutter contre l'effet de serre, cela ne sera en aucun cas suffisant. Le défi énergétique et climatique auquel nous sommes confrontés, nécessite la mise en place de la capture du CO2 émis par les centrales utilisant des combustibles fossiles et un développement soutenu des énergies renouvelables. Les alternatives aux énergies fossiles présentent leurs propres inconvénients, mais il n'est pas certain que nous ayons encore le choix.
Mot(s) clés libre(s) : biomasse, combustible fossile, consommation énergétique, effet de serre, éolien, fission nucléaire, fusion thermonucléaire, géothermie, hydraulique, hydrogène, radioactivité, solaire, source d'énergie

Un lien vers un dossier thématique du CEA sur le cycle de vie du combustible nucléaire
Mot(s) clés libre(s) : cycle du combustible, combustible, combustible nucléaire, déchet nucléaire, déchet radioactif, réacteur nucléaire, radioactivité, retraitement, traitement des déchets nucléaires, traitement des déchets radioactifs, uranium

Résumé : Le 26 avril 1986, le réacteur numéro 4 de la centrale de Tchernobyl (Ukraine) explose suite à un enchaînement de mauvaises manipulations des techniciens. Vingt ans après, la France reconnaît que le nuage radioactif ne s'est pas arrêté aux frontières. De par sa situation, l'est du pays est particulièrement concerné. La radioactivité mesurée en Lorraine n'a eu que des conséquences limitées sur la faune et la flore. Les médecins ont constaté que le nombre de cancer n'a pas augmenté. Intervenants :• Michel Fabry, Professeur de physique à la Faculté des Sciences et Techniques de Nancy • Bernard Poty, Professeur de géologie à la Faculté des Sciences et Techniques de Nancy • Amar Naoun, Médecin spécialiste de médecine nucléaire au CHU de Nancy• Philippe Gaestel, Directeur de Cattenom SCD Médecine.
Mot(s) clés libre(s) : Cafés des Sciences Nancy Université, cancer, centrale nucléaire, cesium 137, environnement, iode 131, radioactivité, radium, Tchernobyl, thyroïde

Une conférence de L'UTLS au Lycéeavec Bernard Bonin
Mot(s) clés libre(s) : centrale nucléaire, énergie, fission, fusion, noyau atomique, radioactivité, réaction nucléaire, uranium

Kezako, la série qui répond aux questions de science aborde la question "Qu'est-ce que la radiocativité ?" et aborde notamment les durée de vie, les rayonnements ionisants et les effets sur l'organisme.
Mot(s) clés libre(s) : radioactivité, rayonnement, ionisant, alpha, beta, gamma