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Accueil > Science pour tous > 2019 - Année internationale du tableau périodique des éléments > Tous les éléments présentés

Astate

L’astate est un élément rarissime apparenté aux halogènes. Classé dans les non-métaux, il a néanmoins des propriétés un peu plus métalliques que l’iode. Tous les isotopes de l’astate sont radioactifs et à très courte durée de vie (demi-vie de 8 h pour le plus « stable »). Pour cette raison, seuls quelques nanogrammes de notre élément ont pu être isolés à l’état pur. On estime au mieux à quelques grammes l’abondance de l’astate sur Terre à un instant « t ». Ses propriétés physico-chimiques sont encore très mal connues.

L’élément provient essentiellement de la désintégration naturelle de l’uranium et du thorium. On peut obtenir l’isotope 21185At par bombardement neutronique du bismuth 20083Bi dans les réacteurs nucléaires.
L’astate et ses dérivés sont toxiques de par leur radioactivité élevée. Ils se concentrent de façon nocive dans la thyroïde, le poumon, la rate ou le foie entrainant des troubles pouvant aller jusqu’à la nécrose.

De gauche à droite, dichlore (Cl2), dibrome (Br2), di-iode (I2). L’astate fait partie de la famille chimique de ces trois halogènes stables mais n’a jamais pu être observé en quantité dépassant le microgramme. La très courte demi-vie de tous ses isotopes et son intense radioactivité interdisent toute conservation. Il est supposé être proche de l’iode, de couleur plus sombre que ce dernier avec des propriétés métalliques plus marquées - Crédit photo : W.Oelen, 2011, wikimedia.

Origine : L’astate est un élément produit par capture de neutrons rapides, comme par exemple lors de la fusion d’étoiles à neutrons, où les neutrons rapides dans les coeurs très denses des étoiles sont capturés et grossissent les noyaux des éléments du pic du fer.

Étymologie  : Le nom de notre élément est en rapport direct avec sa très brève durée de vie ; il provient du grec ancien astatos, « instable, inconstant ».

Historique  : Dans le tableau initial de Mendeleïev, la case située sous l’élément « iode » était laissée vide. L’élément hypothétique qui pouvait y figurer a été nommé « eka-iode », c’est-à-dire « qui vient après l’iode ». Avant 1940, un certain nombre de travaux annonçant la découverte de l’élément 85 ont été publiés mais furent tous rapidement invalidés.
En 1940, D.R. Corson, K.R. Mackenzie et Emilio Segrè de l’Université de Berkeley (Californie) ont obtenu de l’astate de façon incontestable par bombardement du bismuth par des particules α (ions 4He2+). La seconde guerre mondiale et le Manhattan Project noyèrent quelque peu l’importance de ces résultats. Trois ans plus tard, l’astate fut formellement identifié dans la désintégration naturelle de l’uranium 238U. C’est à peu près à cette époque qu’il fut décidé que les éléments obtenus d’abord artificiellement avant d’être reconnus dans le milieu naturel pouvaient être nommés librement par leur découvreur. Le terme anglais « astatine » renvoie au grec astatos ; la terminaison « ine » est liée à la dénomination anglo-saxonne des halogènes (fluorine, chlorine, bromine, iodine).

Scientifiques italiens des années 1930. Institut de physique de l’Université La Sapienza, Rome.
De gauche à droite : Oscar D’Agostino, Emilio Segrè, Edoardo Amaldi, Franco Rasetti et Enrico Fermi.
Segrè fut chassé d’Italie en 1938 par les lois antijuives de Mussolini et émigra aux USA.
Crédit photo : Bruno Pontecorvo, vers 1930, wikimedia.org

L’astate dans la vie courante :
En raison de sa rareté et de la très courte demi-vie de ses isotopes, les applications de l’astate sont réduites. L’isotope 21185At (demi-vie : 7.5 h) est utile en médecine nucléaire comme radiodiagnostic de certaines pathologies tumorales. L’utilisation en thérapeutique (alpha-immunothérapie) est encore actuellement au stade expérimental.

L’astate à l’Institut UTINAM  : Il n’y a pas d’application pour l’astate à l’Institut UTINAM.