Phénomène environnemental et radioactivité
PISTER LES PHENOMENES AVEC DES ATOMES RADIOACTIFS
On doit au physicien austro-hongrois Georg von Hevesy d'avoir découvert l'existence des isotopes avec Frédéric Soddy et Kasimir Fajans. Il fut aussi le premier, en 1913, à avoir employé la méthode des indicateurs radioactifs. Pendant deux ans, il avait tenté en vain par des méthodes chimiques fines, de séparer du plomb le radium-D, appelé ainsi parce qu'il était le quatrième descendant du radium. Ce radioélément est aujourd'hui identifié à un isotope radioactif du plomb de période 22,3 années, le plomb-210 ce qui explique l'échec de la séparation.
Von Hevesy pensa, la chimie étant impuissante à séparer cet élément du plomb, que les mécanismes biologiques le seraient aussi. Il arrosa des plantes avec de l'eau contenant du radium-D et suivit ainsi le mouvement du plomb dans les plantes, en mesurant la radioactivité des racines, puis des tiges et des feuilles
Un isotope radioactif peut être incorporé dans une molécule dont on veut observer le parcours (par exemple un atome de tritium remplaçant un atome d'hydrogène). On parle alors plutôt de marqueur que de traceur, l'atome marqué jouant le rôle passif de simple étiquette.
Par exemple, un radioélément comme le cobalt-60, sera considéré comme traceur s'il est utilisé pour étudier le comportement chimique du cobalt dans un processus. on parlera de marquage au cobalt-60, si ce cobalt-60 est inclus dans des billes d'acier, pour en suivre l'écoulement dans un procédé métallurgique. Mais la frontière entre traceurs et marqueurs est peu claire pour le non spécialiste, et l'un est souvent pris pour l'autre
Grâce aux isotopes radioactifs, il est possible de suivre à la trace une espèce chimique, une particule, sans perturber le comportement physique, hydrodynamique, chimique du milieu.
Grâce à l'extrême sensibilité des détecteurs de radioactivité, les radioéléments traceurs sont décelables à des concentrations infimes. On utilise plutôt les émetteurs de rayons gamma capables de traverser les parois des installations. Cette restriction n'est pas gênante, la majorité des noyaux radioactifs étant émetteurs gamma. Enfin, en raison de leur courte période, la plupart des traceurs disparaissent rapidement et totalement du milieu dans lequel ils ont été introduits.
Les traceurs sont très employés en biologie, pour l'exploration du vivant, et en médecine pour les examens et diagnostics. Ils offrent aussi un moyen d'étude de transferts de matière dans l'environnement (mers, nappes phréatiques) ou dans des procédés de fabrication industriels. Ils aident à la recherche de fuites, la mesure de débits, de dispersion, de propagation des polluants.