La particule alpha est un petit fragment, mais lourd, de noyau atomique. Elle ne va pas loin, mais elle frappe fort : elle laisse une traînée dense de dommages, comme une balle qui transperce une cible. C'est pourquoi l'irradiation alpha est utilisée en médecine pour détruire sélectivement les cellules cancéreuses. Mais la réponse de la cellule à un tel impact dépend de l'énergie de la particule, du nombre de particules reçues, de leur rythme et des zones touchées. Auparavant, il était difficile d'étudier cela : dans l'air, les particules perdent rapidement de l'énergie et il était difficile de les contrôler.
Le nouveau dispositif résout ce problème. La source de particules alpha est placée dans une chambre à vide, où elles ne rencontrent rien sur leur chemin. La distance entre la source et la cible varie de 57 à 381 mm, ce qui permet de faire varier le flux de particules d'un facteur cent. L'énergie peut être atténuée en interposant des couches absorbantes, de zéro à 4,6 MeV. La cible est fixée sur une platine mobile qui se déplace selon un programme prédéfini : on peut dessiner avec les particules une bande, une grille ou toute autre forme. Le temps d'irradiation est contrôlé par un obturateur avec une précision de 0,3 seconde.
Une telle précision ouvre la voie à des expériences systématiques. On peut faire varier séparément l'énergie, le débit et le motif d'irradiation. C'est important pour améliorer l'alphathérapie ciblée, où des atomes radioactifs sont acheminés directement vers la tumeur. Et aussi pour la protection contre les radiations : nous comprendrons mieux quelles doses et quels schémas sont sûrs, et lesquels ne le sont pas.
La particule alpha est le noyau d'un atome d'hélium : deux protons et deux neutrons. Une simple feuille de papier suffit à l'arrêter, mais dans les tissus vivants, elle laisse une trace de dommages très concentrée.