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Radiochimie

La radiochimie : une réponse aux défis sociaux

Le nombre de patients atteints d’un cancer dans le monde augmente chaque année. Il n'existe pas encore de solution définitive pour la gestion des déchets hautement radioactifs. La société est donc confrontée à un certain nombre de défis. La radiochimie peut apporter une solution à ces problèmes. Qu'est-ce que la radiochimie ? La radiochimie est la branche de la chimie qui traite des substances radioactives. Les scientifiques développent des procédés avec des éléments radioactifs naturels ou synthétiques pour des applications dans les secteurs chimique et médical. Par exemple, ces procédés sont utilisés pour produire des radio-isotopes médicaux. Ces radio-isotopes sont indispensables dans la lutte contre le cancer. Ils sont utilisés dans le monde entier pour diagnostiquer, traiter le cancer et effectuer le suivi des patients pendant le traitement.

SCK CEN - Onze verantwoordelijkheid (2019)

Scheidingschemie als sleutelcompetentie

La radiochimie joue un rôle central dans les grands projets du SCK CEN. La chimie de séparation est l'une des compétences clés du centre de recherche pour le développement de nouveaux procédés radiochimiques. Grâce à la chimie de séparation, les scientifiques obtiennent des produits purs. Un taux de pureté élevé est nécessaire pour la caractérisation et l'utilisation de ces produits. Ces dernières années, le SCK CEN s'est associé aux principaux laboratoires européens de radiochimie. Cela a permis au centre de recherche d'élargir et de renforcer son expertise dans ce domaine.

Les applications potentielles sont nombreuses. Trois domaines constituent l'épine dorsale de la recherche en radiochimie au SCK CEN.

Trois domaines de recherche

  • La Belgique envisage le stockage géologique de ses déchets hautement radioactifs et de son combustible irradié. Afin de réduire les quantités à stocker et les risques pour les générations futures, le SCK CEN étudie des scénarios alternatifs. L'un d’eux consiste à séparer complètement les éléments chimiques présents dans le combustible irradié. En séparant ces éléments en différentes fractions, chaque fraction peut être traitée efficacement et de manière ciblée. Le SCK CEN était déjà un pionnier dans ce domaine de recherche dans les années 60, 70 et 80.

    Le SCK CEN développe actuellement des systèmes d'extraction innovants pour pouvoir séparer ces éléments. Les scientifiques du SCK CEN étudient également les procédés de séparation électrochimique. Plusieurs projets existent dans ce domaine : RECUMO, ASOF, GENIORS et ELECTRON.

  • La production de radio-isotopes médicaux passe par plusieurs phases. Le réacteur de recherche BR2 prend en charge la première phase de production des radio-isotopes: l'irradiation de cibles. Ensuite, les cibles irradiées sont traitées par des procédés chimiques pour séparer les radio-isotopes d’intérêt et les administrer aux patients. Les scientifiques du SCK CEN étudient différentes méthodes pour séparer et purifier ces isotopes afin d'obtenir des produits de haute qualité. Ces produits sont utilisés dans l'industrie médicale et pharmaceutique.

    Nos chercheurs se concentrent sur la production d'une nouvelle génération de radio-isotopes médicaux tels que le lutétium-177, l'actinium-225 et le terbium-161. Le lutétium-177 et l'actinium-225 sont par exemple très prometteurs pour le traitement du cancer de la prostate. Le réacteur de recherche BR2 est en charge de la production bien que MINERVA - l'accélérateur de particules (jusqu'à 100 MeV) de MYRRHA - jouera également un rôle important à l’avenir.

  • Le SCK CEN développe des produits radiopharmaceutiques dans le cadre du projet NURA. Les produits radiopharmaceutiques sont des médicaments qui délivrent un isotope radioactif à un type de cellule en particulier via une molécule  vecteur. Une fois que la molécule vecteur s'est fixée à la cellule cancéreuse, l'isotope radioactif va irradier celle-ci. Le SCK CEN marque les produits radiopharmaceutiques avec des nouveaux radio-isotopes médicaux et effectue des essais précliniques.

    La molécule vecteur transporte-t-elle l'isotope radioactif vers la cellule cible ? Comment les produits radiopharmaceutiques et la cellule cancéreuse interagissent-ils ? Les médicaments ont-ils l'effet thérapeutique escompté ? Le SCK CEN rénove actuellement ses laboratoires pour répondre aux défis de la production de radiopharmaceutiques.

Comment comprendre la séparation des éléments chimiques dans le combustible irradié ? Comparons cela aux déchets ménagers : ils étaient autrefois tous regroupés en un seul tas et ensuite incinérés. Désormais, nous faisons le tri.
Thomas Cardinaels, expert en radiochimie
SCK CEN - Radiochemie (2019)

L'uranium est le combustible d'un réacteur nucléaire : le combustible sert pendant environ quatre ans. Quand de l’uranium est irradié, du neptunium, de l'américium et du curium sont produits. Ces éléments, appelés actinides mineurs, ont une radiotoxicité élevée et une longue demi-vie. De plus, ils génèrent beaucoup de chaleur. Le SCK CEN les sépare et les isole par extraction liquide-liquide. Ensuite, les éléments séparés sont reconvertis en une substance solide afin qu'ils puissent être « brûlés » dans un réacteur tel que MYRRHA. Ainsi, ils ne se retrouvent pas avec les déchets hautement radioactifs. Le SCK CEN réduit ainsi les risques du stockage géologique pour les générations futures. Comment s'effectue cette conversion de liquide à solide ? Le SCK CEN utilise, entre autres, un procédé sol-gel innovant. Il en résulte des microsphères : de petites billes jaunes, d'un millimètre de diamètre seulement.

SCK CEN - Radiochemische analyses (2019)

Analyses radiochimiques

Quels radionucléides sont présents dans un échantillon ? Quelle est sa composition ? Quelle est la pureté des radio-isotopes médicaux ? Pour répondre à ces questions, évaluer les procédés radiochimiques et tester les produits finaux, une analyse approfondie est nécessaire. Nous proposons un large éventail d'analyses radiochimiques.
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