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L'appareil de cobalt utilise une source du radio-isotope cobalt-60 (émetteur de rayons gamma) pour traiter les
patients atteints de cancer.
Appareil de cobalt-60
Historique du cobalt-60
En 1941, Glenn Seaborg, prix Nobel de chimie en 1951, a été le premier scientifique à produire le cobalt-60. Les
appareils de cobalt ont été utilisés pour traiter des patients pour la première fois en 1951, au Canada.[1] Avant cela,
des sources de radium étaient utilisées. Le principal avantage du cobalt-60 comparativement au radium est que sa
dose maximale est déposée plus profondément dans le patient.
Création et désintégration du cobalt-60
Il s'agit d'une source de cobalt-59 qui, lorsque bombardée par les neutrons d?une centrale nucléaire, devient du
cobalt-60 radioactif. Ce cobalt, par désintégration ?, se transforme en nickel tout en émettant deux gammas de 1.17
et 1.33 MeV.
Désintégration du Co-60
Comme ces deux gammas sont d'énergies rapprochées et qu'ils sont tous les deux émis dans 100 % des cas, on
considère le faisceau du cobalt-60 comme monoénergétique au lieu de biénergétique (énergie moyenne de 1,25
MeV). La demi-vie du cobalt-60 est de 5.26 ans[2], donc sa durée de vie est très bonne pour des applications
cliniques.
Principe de fonctionnement
Le principe de fonctionnement d'un appareil au cobalt est simple. La source se trouve encapsulée dans un tiroir,
lequel peut peut avancer et reculer grâce à un système à air comprimé.
Lorsque le système applique de la pression, la source se trouve alors au-dessus du système de collimation servant à
délimiter le faisceau. Lorsque le système retire la pression permettant de maintenir la source en position de
traitement, elle retourne à sa position de repos à l'endroit le plus blindé de l'appareil. S?il y a une panne de courant
pendant un traitement, il n'y a plus de pression appliquée sur le tiroir contenant la source, donc elle retourne en
position de repos.
La collimation du faisceau se fait à l'aide de barres d'uranium appauvri se situant à 45 cm de la source. L'uranium
appauvri est de l'uranium n'ayant qu'une très faible quantité d'uranium radioactif. Il est utilisé, car son numéro
atomique est élevé (92) et qu'il est toutefois stable.
On peut changer la distance source-collimateur à 55 ou 65 cm en ajoutant des barres amovibles. Plus cette distance
est grande, moins il y a de dégagement entre l?appareil et le patient. La distance entre l?extrémité du collimateur et
la peau du patient doit se situer entre 15 et 20 cm afin d?éviter la contamination du faisceau d?irradiation par les
électrons. Toutefois, plus la distance est grande entre la source et le collimateur, plus la pénombre est petite.
Appareil_de_cobalt
Historique du cobalt-60 1

La pénombre
La pénombre correspond à la dose se situant entre 20 % et 80 % sur un profil de dose. Avec la venue des
accélérateurs linéaires, elle est de moins en moins évidente à déceler à l??il nu. Toutefois, à cause de certaines
caractéristiques de l'appareil de cobalt-60, la pénombre est plus grande.
En bordure de champ (là où le champ lumineux arrête), on considère qu'il n'y a que 50% de la dose reçue à l'axe
(100%). On retrouve des appareils au cobalt-60 qui sont isocentriques ou non-isocentriques. La distance la plus
courante de traitement est de 80 cm. On retrouve des appareils ayant une DSA de 60, 80 et 100 cm. Plus la DSA
est petite, plus la pénombre est petite, mais moins la grandeur de champ maximale est grande.
Trois types de pénombre
Il existe trois types de pénombre:[3]
Pénombre de transmission : Transmission d?une partie de la radiation qui atteint la surface de la peau en
traversant les parois du collimateur.
•
Pénombre de diffusion : Diffusion de la radiation primaire lorsqu?elle entre en contact avec les parois du
collimateur, ou lorsqu?elle diffuse à l?intérieur du milieu irradié.
•
Pénombre géométrique: Elle est due à la construction de l'appareil (ex: mâchoires qui ne suivent pas la
divergence du faisceau). La largeur de la pénombre géométrique est fonction de la largeur de la source (s),
de la distance collimateur-source (fc) et de la distance source-détecteur (f).
•
Comparaison avec l'accélérateur linéaire médical
Contrairement aux appareils à rayons X (accélérateurs linéaires) pour lesquels l?irradiation est arrêtée dès que la
tension n?est plus appliquée, la source de cobalt-60 produit en permanence des rayons gamma. Les appareils de
cobalt-60 sont presque disparus des centres hospitaliers du Québec. Toutefois, un appareil à la fine pointe de la
technologie, le Gamma Knife, utilise encore des sources de cobalt-60.
Références
? PAUNIER, J.-P., Société Suisse de Radiobiologie et de Physique Médicale, À propos du premier appareil
de télécobalt en Suisse, 2001.
1.
? Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire, Fiche radionucléide du cobalt-60, 2001 (révision en
2005).
2.
? OUABRI, Khadidja, Développement d'un système de dosimétrie relative des faisceaux de photons de
haute énergie à l'aide de dosimètres thermoluminescents, document disponible sur Memoire Online, 2012.
3.
Appareil_de_cobalt
La pénombre 2