Radium

Le radium est un élément chimique de symbole Ra et de numéro atomique 88.


Catégories :

Élément chimique - Produit chimique - Matériau - Métal alcalino-terreux

Définitions :

  • (Physique) Atome (ou, par ellipse, noyau) de radium; Isotopes ou alliages de radium, dans leur ensemble (source : fr.wiktionary)
Radium
FranciumRadiumActinium
Ba
  Structure cristalline cubique à corps centré

88
Ra
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
                                                               
                                   
Ra
Ubn
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Informations générales
Nom, Symbole, Numéro Radium, Ra, 88
Série chimique Métal alcalino-terreux
Groupe, Période, Bloc 2 (IIA) , 7, s
Masse volumique 5 g·cm-3 [1]
Couleur Blanc argenté
N° CAS 7440-14-4 [2]
N° EINECS 231-122-4
Propriétés atomiques
Masse atomique 226, 0254 u
Rayon atomique (calc) 215 pm
Rayon de covalence 2, 21 ± 0, 02 Å [3]
Configuration électronique [Rn]7s2
Électrons par niveau d'énergie 2, 8, 18, 32, 18, 8, 2
État (s) d'oxydation 2
Oxyde base forte
Structure cristalline Cubique à corps centré
Propriétés physiques
État ordinaire Solide non-magnétique
Point de fusion 696 °C [1]
Point d'ébullition 1 736, 85 °C
Énergie de fusion 37 kJ·mol-1
Volume molaire 41, 09×10-6 m3·mol-1
Pression de vapeur 327 Pa à 973 K
Divers
Électronégativité (Pauling) 0, 9
Chaleur massique 94 J·kg-1·K-1
Conductivité thermique 18, 6 W·m-1·K-1
Énergies d'ionisation
1re : 5, 278423 eV [4] 2e : 10, 14715 eV [4]
Isotopes les plus stables
iso AN Période MD Ed PD
MeV
226Ra trace 1 602 a α 4, 871 222Rn
228Ra {syn. } 6, 7 a β- 0, 046 228Ac
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le radium est un élément chimique de symbole Ra et de numéro atomique 88.

Il est d'un aspect idéalement blanc mais il noircit lors de son exposition à l'air libre. Le radium est un métal alcalino-terreux qu'on peut trouver en particulièrement faible quantité dans les minerais d'uranium. Il est extrêmement radioactif, la demi-vie de son isotope le plus stable (226Ra) étant de 1602 ans. Il apporte du radon comme produit de désintégration.

Caractéristiques

Le radium est le plus dense des métaux alcalino-terreux, il est intensément radioactif et ressemble chimiquement au baryum. On le trouve en particulièrement faible quantité, sous forme combinée, dans la pechblende, un minerai d'uranium, mais aussi dans d'autre minéraux d'uranium. Les préparations de radium ont la propriété de rester à une température plus élevée que celle du milieu ambiant. Leur rayonnement radioactif est de trois types : alpha, bêta et gamma. Le radium peut aussi produire des neutrons quand il est mélangé à du béryllium.

Quand il est fraîchement préparé, le radium pur est d'une couleur blanche brillante, mais il noircit quand il est exposé à l'air (certainement par formation de nitrite). Le radium est luminescent (il émet une faible couleur bleue), il se décompose dans l'eau par formation d'hydroxyde de radium, et il est légèrement plus volatile que le baryum.

Applications

Les rares applications du radium proviennent toutes de ses propriétés radioactives. Il a été utilisé dans les aiguilles des montres jusqu'aux années 1950, pour ses propriétés de luminescence. Il a aussi été utilisé dans des paratonnerres afin d'accroître l'effet de pointe de ceux-ci. Cet effet n'est pas démontré et ce dispositif n'est plus commercialisé. Certains pays (Belgique et Luxembourg surtout) imposent un démontage de ces paratonnerres. D'autres utilisations ont consisté à utiliser des sources de radium en curiethérapie.

Histoire

Le radium (dont le nom est forgé à partir du latin radius -rayon- en même temps que radioactivité) fut découvert par Marie Curie et son mari Pierre en 1898 par extraction de la pechblende, un minerai d'uranium.

Séquelles industrielles

D'anciens sites de production ou d'utilisation de radium ont laissé des séquelles de pollution. Il faut par exemple, dépolluer l'ancien site de production de radium de la SATCHI (Société Anonyme des Traitements Chimiques) [5] qui a produit du radium entre 1913 et 1928, en Seine-Saint-Denis. L'IRSN ait confirmé [6] et caractérisé la pollution radioactive [7]. Le débit de dose en surface (mesuré à 50 cm du sol) démontre une pollution sur à peu près 1/4 du site ; avec une radioactivité «jusqu'à 110 fois la valeur du bruit de fond (8 4Sv/h)». Autour du site, 5 zones sont polluées en surface selon l'IRSN (localisées sur le site Unibéton, avec à peu près 10 fois le bruit de fond), sur le site Partena (2 à 6 fois le bruit de fond), sur la berge Est de la Seine (25 fois le bruit de fond) et sur la berge Ouest (6 à 15 fois le bruit de fond) [7]. Le sol est aussi pollué en profondeur, avec sur le site de la SATCHI, et audelà, une activité massique variant de 750 à 10 000 fois le bruit de fond naturel régional[7]. Sur les sites périphériques étudiés, on dépasse de 10 à 245 fois le bruit de fond naturel régional [7]. L'IRSN a estimé à 15 000 et 20 000 m3 (estimation majorante) le volume de terres polluées. La nappe aquifère s'est aussi montrée polluée principalement par les isotopes 234 et 238 de l'uranium en aval hydraulique du site de la SATCHI (avec dépassement de la norme eau potable pour le rayonnement alfa (0, 1 Bq/l). Une émission anormale de radon est détectée dans les bâtiments du site de la SATCHI (2 à 5 fois le niveau moyen de Seine-Saint-Denis qui est de 34 Bq/m3). Sur le site de Partena, on a atteint lors des mesures 2 300 Bq/m3 dans certaines pièces et 26 000 Bq/m3 dans une cave [7].

La réhabilitation des sites pollués au radium

Depuis la fin des années 90, l'État a construit progressivement le système de prise en charge des sites pollués par des substances radioactives en France. La majorité des sites sont liés à des activités du passé, datant de l'entre-deux-guerres et qui ne relevaient pas de l'industrie nucléaire. C'est surtout le cas des sites pollués artificiellement par du radium.


Avec le «fonds radium», des mécanismes financiers et des solutions techniques ont pu être mis en œuvre pour gérer des situations de pollutions radioactives avérées. Au début des années 2000, l'Office de protection contre les rayonnements ionisants (OPRI) a réalisé, sur demande du ministère de la Santé, des contrôles sur les sites potentiellement pollués que cet organisme connaissait. Qui plus est , un guide méthodologique sur la gestion des sites industriels potentiellement pollués par des substances radioactives a été élaboré en 2001[8]. Enfin, depuis 2006, la loi confère à l'Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (Andra) la mission d'intérêt général de gestion des déchets radioactifs et la remise en état de sites pollués par des substances radioactives, à la demande du propriétaire ou des pouvoirs publics en cas de responsable défaillant. Ce système a été complété avec la création en 2007 de la Commission nationale des aides dans le domaine radioactif (Cnar) [9].

Les différents cas de figure de sites pollués au radium

Quatre cas de figure liés au radium ont été identifiés par les pouvoirs publics : les sites ayant abrité des activités de recherche sur le radium ; les sites ayant abrité une activité industrielle d'extraction de radium ; les sites ayant utilisé du radium à des fins médicales ou artisanales ; les particuliers qui possèdent des objets contenant du radium (réveils, montres, fontaines au radium).


L'État a traité prioritairement des sites dont la pollution était avérée et significative. Pour les deux premières catégories de sites, des opérations de réhabilitation ont lieu depuis plus de 15 ans (Institut du radium à Arcueil, sites de L'Île-Saint-Denis, Gif-sur-Yvette, Nogent-sur-Marne, Saint-Nicolas-d'Aliermont, etc. ). Ces sites sont actuellement dépollués ou en cours de dépollution. Concernant les objets détenus par les particuliers, une démarche nationale de reprise à titre gratuit a été lancée par les pouvoirs publics ; chaque année, une centaine objets est récupérée par l'Andra, cependant la question du devenir de ces déchets reste entière.

Les sites ayant utilisé du radium à des fins médicales ou artisanales

Le travail de recensement des sites ayant abrité une activité utilisant du radium s'est terminé en 2009. Ces sites ont accueilli dans le passé des activités médicales et artisanales (fabrication horlogère) utilisant cet élément dans de faibles quantités. Ces activités, exercées il y a plusieurs décennies, ont pu laisser des traces de radium sur les lieux de leur utilisation. Ces sites nécessitent un diagnostic consistant à rechercher, par des mesures, la présence éventuelle de traces de radium ou d'en confirmer l'absence.


Voir aussi

Liens externes

Notes et références

  1. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90e éd. , Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0)  
  2. Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
  3. (en) Beatriz Cordero, Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés, Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia Barragán et Santiago Alvarez, «Covalent radii revisited», dans Dalton Transactions, 2008, p.  2832 - 2838 lien DOI ] 
  4. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC, 2009, 89e éd. , p.  10-203 
  5. 23 Quai du Châtelier à l'Île-Saint-Denis (93), aujourd'hui (en 2010) propriété des établissements Charvet SA
  6. Des études antérieures (1997-1998) et sur des terrains attenants avaient montré une radioactivité anormale, provenant a priori des activités de la SATCHI (source : rapport IRSN, déjà cité)
  7. Note d'information pollution radioactive génèrée par l'ancien site de production de radium de l'Île-Saint-Denis (93)  : Synthèses des études menées par l'IRSN (IRSN, 30 mars 2010, consulté 2010/05/07
  8. Guide méthodologique
  9. La commission nationale des aides dans le domaine radioctif


  s1 s2 g f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 p1 p2 p3 p4 p5 p6
1 H He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba   La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra   Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
8 Uue Ubn * Ute Uqn Uqu Uqb Uqt Uqq Uqp Uqh Uqs Uqo Uqe Upn Upu Upb Upt Upq Upp Uph Ups Upo Upe Uhn Uhu Uhb Uht Uhq Uhp Uhh Uhs Uho
   
  g1 g2 g3 g4 g5 g6 g7 g8 g9 g10 g11 g12 g13 g14 g15 g16 g17 g18  
  * Ubu Ubb Ubt Ubq Ubp Ubh Ubs Ubo Ube Utn Utu Utb Utt Utq Utp Uth Uts Uto  


Métalloïdes Non-métaux Halogènes Gaz rares
Métaux alcalins  Métaux alcalino-terreux  Métaux de transition Métaux pauvres
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