4.2 LES CYCLOTRONS Fonctionnement Au 31 décembre 2023, quatre cyclotrons étaient en veille, un à l’arrêt et 31 en fonctionnement. Parmi les 31 cyclotrons en fonctionnement nominal, 25 sont utilisés pour la production de radiopharmaceutiques destinés a minima au diagnostic in vivo, finalité à laquelle s’ajoute parfois la recherche médicale ou non médicale, cinq produisent des radionucléides à des fins de recherche médicale ou non médicale, et un ne fabrique des radionucléides qu’à visée de recherche non médicale. Après des essais réalisés au second semestre 2023, le cyclotron du centre hospitalier universitaire de la Martinique entrera en fonctionnement au début 2024 pour produire du fluor-18, et ultérieurement du carbone-11, de l’oxygène-15, mais également du zirconium-89 et du cuivre-64, en vue de réaliser des diagnostics in vivo et de participer à des essais cliniques. Deux autres cyclotrons seront prochainement autorisés par l’ASN pour des essais avant mise en fonctionnement nominal courant 2024. Électrodes creuses semi‑cylindriques en forme de D Champ magnétique généré par deux électro‑aimants Particules accélérées progressivement Champ électrique Générateur de tension alternative Canal d’extraction des particules Isotopes transférés et utilisés ensuite dans des cellules blindées Cible dans laquelle les isotopes sont générés Source de particules chargées électriquement Électro‑aimant Électrode creuse semi‑cylindrique Schéma simplifié de fonctionnement d’un cyclotron Un cyclotron est un équipement de 1,5 à 4 mètres de diamètre, appartenant à la famille des accélérateurs circulaires de particules. Les particules accélérées sont principalement des protons, dont l’énergie peut atteindre jusqu’à 70 MeV. Un cyclotron est composé de deux électro‑aimants circulaires produisant un champ magnétique et entre lesquels règne un champ électrique, permettant la rotation et l’accélération des particules à chaque tour effectué. Les particules accélérées viennent frapper une cible contenant un produit liquide, gazeux ou solide, qui, une fois irradié, va produire le radionucléide souhaité. Les cyclotrons de basse et moyenne énergie sont principalement utilisés en recherche et dans l’industrie pharmaceutique pour fabriquer des radionucléides émetteurs de positons, tels que le fluor-18 ou le carbone-11. Les radionucléides sont ensuite combinés à des molécules plus ou moins complexes pour devenir des médicaments radiopharmaceutiques utilisés en imagerie médicale. Le plus connu est le 18F-FDG (fluorodésoxyglucose marqué au fluor-18), médicament injectable fabriqué industriellement et couramment utilisé pour le diagnostic précoce de certains cancers. D’autres médicaments radiopharmaceutiques fabriqués à partir de fluor-18 ont également été développés ces dernières années, tels que la 18F‑choline, le 18F‑Na, la 18F‑DOPA et d’autres radiopharmaceutiques pour l’exploration du cerveau. Dans une moindre mesure, les autres émetteurs de positons pouvant être fabriqués avec un cyclotron d’une gamme d’énergie équivalente à celle nécessaire pour la production du fluor-18 et du carbone-11 sont l’oxygène-15 et l’azote-13. Toutefois, leur utilisation est encore limitée, du fait de leur période radioactive très courte. Certaines installations commencent également à produire du cuivre-64 ou du zirconium-89, encore utilisés à ce jour en recherche ou dans des essais cliniques. Les ordres de grandeur des activités mises en jeu pour le fluor-18 habituellement rencontrés dans les établissements pharmaceutiques varient de 30 à 500 GBq par tir de production. Les radionucléides émetteurs de positons fabriqués dans le cadre de la recherche mettent en jeu, quant à eux, des activités limitées, en général, à quelques dizaines de gigabecquerels. LES CYCLOTRONS 268 Rapport de l’ASN sur l’état de la sûreté nucléaire et de la radioprotection en France en 2023 • 08 • Les sources de rayonnements ionisants et les utilisations industrielles, vétérinaires et en recherche de ces sources
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