Strontium 90

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Strontium 90

table

Général
Nom Strontium 90
Symbole 90Sr
Neutrons 52
Protons 38
Données Physiques
Présence naturelle synthétique
Demi-vie 28,79 années
Produit de désintégration 90Y
Masse atomique 89,9077376 u
Spin 0+
Énergie de liaison 782 631,486 ± 2,730 keV
Isotope parent Désintégration
produit de fission
Désintégration Produit Énergie (MeV)
β- 90Y 0,546

Le strontium 90, noté 90Sr, est l'isotope du strontium dont le nombre de masse est égal à 90 : son noyau atomique compte 38 protons et 52 neutrons avec un spin 0+ pour une masse atomique de 89,9077376 g/mol.

Caractérisation[modifier | modifier le code]

Il est caractérisé par

Radioactivité[modifier | modifier le code]

Un gramme de strontium 90 pur présente une radioactivité de 5,11 TBq. Son rayonnement bêta est peu pénétrant, ce qui le rend difficile à mesurer quand il est dans le sol ou une matrice. Il est très nocif quand la particule est inhalée ou ingérée.

Il donne de l'yttrium 90 par désintégration β- avec une énergie de désintégration de 546 keV et une période radioactive de 28,79 ans. L'isotope 90Y se désintègre à son tour en zirconium 90 stable par désintégration β- avec une énergie de désintégration de 2 282 keV et une période radioactive de 64,053 heures  :

\mathrm{^{90}_{38}Sr\ \xrightarrow [28,79\ ans] {\beta^-\ 0,546\ MeV} \ ^{90}_{39}Y\ \xrightarrow [64,053\ heures] {\beta^-\ 2,282\ MeV} \ ^{90}_{40}Zr}
Produits de fission à vie moyenne
Propriété :
Unité :
t½
a
Rendement
%
Q *
keV
βγ
*
155Eu 4,76 0,0803 252 βγ
85Kr 10,76 0,2180 687 βγ
113mCd 14,1 0,0008 316 β
90Sr 28,9 4,505 2826 β
137Cs 30,23 6.337 1176 βγ
121mSn 43,9 0,00005 390 βγ
151Sm 90 0,5314 77 β

Le strontium 90 est donc un émetteur β- quasiment pur, il est donc facile de s'en protéger. Ceci lui vaut de nombreuses application industrielles et médicales. Un kilogramme de strontium 90 en équilibre avec l'yttrium 90 formé (0,0254% d'yttrium) dégage une chaleur de 2 315 W pour une activité totale de 10,22 PBq . Avec une puissance spécifique d'environ 930 W/kg, il a été utilisé en URSS et en Russie sous forme de fluorure de strontium SrF2, voire de titanate de strontium SrTiO3 comme source d'énergie dans des générateurs thermoélectriques à radioisotope pour des phares isolés.

Le strontium 90 est un produit de fission dont le rendement de fission et la période sont très comparables au césium 137 ; toutefois étant donné qu'il est émetteur β- quasiment pur, il n'est pas utilisé comme référence pour zoner ou catégoriser la contamination de l'environnement en cas d'accident.

Radiotoxicologie, radioécotoxicologie[modifier | modifier le code]

Ce radioélément ne produit que des rayons bêta peu pénétrants, « ce qui n’enlève rien à sa nocivité »[2].

La mobilité et cinétique environnementale de ce radionucléide sont encore mal comprises. Le Sr 90 a été étudié, comme le césium 137, du point de vue de son transport par l'eau de ruissellement et la nappe, dont par le Laboratoire d'études des stockages de surface[2], notamment dans la zone de Tchernobyl où « une grande quantité de déchets radioactifs (sous forme de particules de 1 centième de millimètre à 1 millimètre) a été enfouie dans des tranchées de fortune ». Dans ce cas, la nappe phréatique « baigne une couche de sable de 5 à 7 m d’épaisseur, et dont la vitesse d’écoulement est comprise entre 0,5 et à 5 mètres par an »[2]. Les chercheurs y font des mesures de radioactivité, et étudient les phénomènes de précipitations. On a ainsi pu suivre une « dissolution partielle des particules de combustible », et « la mise en évidence de plusieurs catégories de particules a conduit à réviser les modèles de dissolution existants qui ne prenaient en compte que des particules composées d’oxyde d’uranium plus ou moins transformé »[2]. A Tchernobyl, le Sr 90 stocké dans les tranchées a contaminé la nappe phréatique (environ 10 000 Becquerels par litre (Bq/l) à la verticale de la tranchée à environ 100 Bq/l à quelques dizaines de mètres dans le plan horizontal en aval de la tranchée ; contamination distante qui montre que le strontium 90 migre avec l'eau, les facteurs expliquant les différences de vitesse de migration ou leurs mécanismes sont encore mal compris. De plus seule une partie du strontium est à ce jour lixiviée, une partie s'est fixée sur les grains de sable, sans que l'on sache comment la situation va évoluer, notamment en cas d'acidification des pluies, de réchauffement climatique, de modification locale de la qualité des sols, etc[2].

Production[modifier | modifier le code]

Le strontium 90 est un des principaux produits de fission issu des réacteurs nucléaires électrogènes. Il peut donc être produit, mélangé au strontium 88, en quantité importante par extraction chimique dans l'usine de retraitement des combustibles usés.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

  • [PDF] (en) Strontium sur le site de l'Argonne National Laboratory

Bibliographie[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

  1. Matpack – Periodic Table of the Elements Properties of Nuclides: 38-Sr-90
  2. a, b, c, d et e IRSN, Site Pilote de Tchernobyl : premières évaluations de la migration du strontium 90 (voir page 2/8), consulté 2012-16-06
  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 Fl Uup Lv 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
Lanthanides Actinides Superactinides Éléments non classés