Polonium 210

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Le polonium 210, noté 210Po, est l'isotope du polonium dont le nombre de masse est égal à 210. Il possède une demi-vie de 138,376 jours.

C'est un élément très dangereux par sa radiotoxicité. Il est en effet très volatil, et rapidement assimilé par les organismes vivants en raison de sa chimie proche de celles du tellure et du bismuth.

Propriétés physiques[modifier | modifier le code]

C'est un radioélément très volatil : il perd 50 % de sa masse en 45 heures en n'étant chauffé qu'à 55 °C (son point de fusion est de 254 °C), peut-être par désagrégation à l'échelle atomique induite par sa très forte activité α, laquelle a d'ailleurs pour effet de le maintenir à température élevée.

Son noyau atomique compte 84 protons et 126 neutrons avec un spin 0+ pour une masse atomique de 209,9828737 g/mol. Il est caractérisé par un défaut de masse de 15 968 230 ± 2 909 eV/c2 et une énergie de liaison nucléaire de 1 645 228 334 ± 2 922 eV[1].

Production[modifier | modifier le code]

Il est présent à l'état de traces dans le milieu naturel, où il provient de la désintégration du radon 222.

Il peut être obtenu par transmutation, en bombardant du bismuth avec des neutrons.

Radioactivité[modifier | modifier le code]

Un gramme de polonium 210 présente une radioactivité de 166,4 TBq.

Il donne du plomb 206 par désintégration α avec une énergie de désintégration de 5 304 330 eV, une puissance spécifique[2] de 141,3 kW/kg, et une période radioactive de 138,376 jours[3].

Schéma de désintégration du 210Po
.

C'est donc un émetteur de rayonnement α particulièrement puissant : un milligramme de polonium 210 émet autant de particules α que 4,5 grammes de radium 226.

Le polonium 210 se désintègre en n'émettant que des particules α de 5 304 330 eV, sauf statistiquement dans un cas sur cent mille environ où il libère une particule α de 4 516 530 eV suivie d'un photon γ de 803,1 keV résultant de la désexcitation du noyau 206Pb produit transitoirement dans un état métastable. La faible énergie de ce rayonnement γ, ainsi que sa très faible quantité, rend la détection du polonium 210 par spectroscopie γ plutôt délicate ; la spectroscopie α reste le plus sûr moyen pour caractériser le 210Po. Toutefois la présence de ce rayonnement peut être précieuse s'il est impossible de tester directement au contact (par exemple, présence de polonium uniquement à l'intérieur d'un autre matériau qu'on ne souhaite pas détruire).

Utilisation comme source radioactive[modifier | modifier le code]

Les particules α sont rapidement absorbées par la matière environnant la source qui les émet, leur énergie étant convertie en chaleur, ce qui a fait utiliser le polonium 210 par le passé comme source d'énergie dans les générateurs de chaleur et les générateurs électriques à radioisotopes de sondes spatiales et de robots d'exploration planétaires tels que les Lunokhod soviétiques, où il a servi pour maintenir les instruments à température suffisante pendant la nuit lunaire. Néanmoins, la relative brièveté de sa décroissance le rend surtout adapté aux applications nécessitant de libérer beaucoup d'énergie en peu de temps, de sorte qu'un radioisotope à plus longue période radioactive comme le plutonium 238 (près de 88 ans) répond bien mieux aux besoins d'une mission spatiale à destination de planètes lointaines.

Outre le domaine spatial, le polonium 210 est également utilisé dans les applications antistatiques, telles que les certaines brosses pour matériels sensibles à l'électricité statique, bien que les sources β soient généralement préférées car nettement moins dangereuses.

Radiotoxicité[modifier | modifier le code]

La radiotoxicité du polonium 210 est de 0,51 µSv/Bq quand il est ingéré, et 2,5 µSv/Bq quand il est inhalé.

La dose létale moyenne (DL50) par syndrome d'irradiation aiguë est de l'ordre de 4.5 sieverts, la mort étant pratiquement certaine au-delà du double de cette valeur. Comme le 210Po a une activité massique de 166 TBq/g (4,500 Ci/g), une dose fatale à 50 % peut être obtenue par l'ingestion de 8,8 MBq (238 microcuries, µCi), c'est-à-dire 50 nanogrammes (ng), ou par l'inhalation de 1.8 MBq (48 µCi), de l'ordre de 10 ng ; et une dose sûrement fatale correspond au double de ces doses.

On retrouve du polonium 210 dans les cigarettes. La présence de polonium 210 sur les feuilles de tabac est liée à l'utilisation d'engrais riches en phosphate. Ces engrais sont extraits de mines d'apatites, une roche qui contient du radium et du polonium.

Le polonium 210 est connu pour avoir été utilisé afin d'assassiner Alexandre Litvinenko en 2006[4], et est suspecté comme cause possible de la mort de Yasser Arafat[5].

Les doses létales pour une contamination chronique sont plus faibles, mais mal définies.

Il est assimilé par les organismes vivants en raison de sa chimie similaire à celles du tellure et du bismuth : on a montré que certains micro-organismes sont capables de méthyler le polonium à l'aide de méthylcobalamine, de la même façon qu'elles peuvent méthyler le mercure, le sélénium et le tellure[6],[7].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. « Matpack – Periodic Table of the Elements »(ArchiveWikiwixArchive.isGoogleQue faire ?) (consulté le 8 avril 2013) Properties of Nuclides: 84-Po-210
  2. (en) « Polonium », Argonne National Laboratory (consulté le 22 septembre 2009)
  3. (en) « Désintégration du 210PO » (consulté le 22 septembre 2009)
  4. Nathwani AC, Down JF, Goldstone J, Yassin J, Dargan PI, Virchis A, Gent N, Lloyd D, Harrison JD, Polonium-210 poisoning: a first-hand account, Lancet, 2016;388:1075–1080
  5. (en) « Arafat et le polonium: l'imbroglio qui passe par Lausanne », Tribune de Genève (consulté le 12 juillet 2012)
  6. (en) Momoshima N., Song L.X., Osaki S.,Maeda Y.,, « Formation and emission of volatile polonium compound by microbial activity and polonium methylation with methylcobalamin », Environ Sci Technol, vol. 35, no 15,‎ , p. 2956–2960 (DOI 10.1021/es001730+, lire en ligne)
  7. (en) Momoshima N., Song L.X., Osaki S.,Maeda Y.,, « Biologically induced Po emission from fresh water », J Environ Radioact., vol. 63,‎ , p. 187 (DOI 10.1016/S0265-931X(02)00028-0)

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]


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