La médecine nucléaire utilise des radionucléides pour le diagnostic et pour la thérapie. Plusieurs modalités sont utilisées en diagnostic (la Tomographie par Emission de Positon, TEP, ou la Tomographie par Emission Mono-Photonique, TEMP) prenant avantage de l’émission de photons gamma intervenant lors de la décroissance du radionucléide. En radiothérapie interne vectorisée, la forte interaction des particules chargées avec la matière est utilisée pour détruire les cellules ciblées. La tendance suivie par la médecine nucléaire est de s’adapter de plus en plus à chaque patient. Pour arriver à cet objectif, une large gamme de radionucléides doit être disponible pour répondre aux besoins des médecins. Une approche théranostique (thérapie et diagnostic) peut être mise en place dès la conception du médicament permettant d’orienter la médecine vers une médecine personnalisée.

Dans cette optique, des études de production de radionucléides innovants par voies non conventionnelles (faisceaux de deutons, matériaux cibles non usuels : cibles enrichies ou déchets nucléaires) ont été menées durant cette thèse. Les voies de réaction ¹⁹⁷Au(d,2n)^197mHg et ⁷⁰Zn(d,x)⁶⁷Cu ont été identifiées comme intéressante et des mesures de leur section efficace ont été effectuées. Les données acquises pour la réaction produisant le 197mHg présentent des incertitudes réduites par rapport aux données existantes et sont en accord avec la majorité des mesures antérieures. Pour la réaction produisant le ⁶⁷Cu, les données mesurées dans ce travail étendent la connaissance de la section efficace et son maximum a été couvert. Des paramètres de production permettant de limiter la production de contaminants sont proposés et des courbes de rendement pour ces réactions d’intérêt ont été calculées.

Pour effectuer ces mesures de sections efficaces, un nouveau dispositif expérimental a été mis en place permettant la mesure directe du flux de particules. Une étude approfondie sur les conditions optimales de fonctionnement a été effectuée et une incertitude sur la mesure a été définie à 2%. Ce dispositif permet l’obtention de valeurs de sections efficaces avec des incertitudes amoindries comparés à la méthode, communément utilisée, des réactions moniteurs qui possèdent des incertitudes de l’ordre de 10%.

Une étude sur la possibilité de valoriser une partie des déchets nucléaires, les produits de fission légers, a été explorée. En effet ces produits de fission peuvent être utilisés comme cible pour produire des radionucléides d’intérêt pour la médecine. Six noyaux, pouvant être créés à partir des produits de fission, ont été identifiés et leurs voies de production, à partir de la connaissance des sections efficaces, ont été étudiées dans le détail. Les courbes de rendement ont été calculées pour les voies de réaction reconnues comme potentiellement intéressantes/réalisables.