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

Polonium

Le polonium est le premier élément radioactif découvert (Pierre et Marie Curie, 1898). Il présente des propriétés métalliques, mais peu marquées à l’image du bismuth ou du plomb. Il fond vers 250°C et est facilement vaporisable dès la température ambiante. En raison de la demi-vie brève de ses isotopes (138 jours pour 21084Po, isotope naturel, 125 années pour 20984Po, isotope artificiel), le polonium est extrêmement rare et sa présence sur notre planète est issue de la désintégration de l’uranium via le radon.
Présent en trop faible quantité dans le minerai d’uranium (pechblende) pour pouvoir en être extrait de façon économiquement viable, le polonium est actuellement obtenu artificiellement en bombardant le bismuth par des neutrons de haute énergie. Le principal producteur est la Russie.

Pechblende ou uraninite, Grury (Massif granitique de Luzy, Saône et Loire).
Principale source minière d’uranium, la pechblende renferme aussi du thorium, du polonium et du radium. Le minerai est assez abondant sous forme de veines dans les mines argentifères - Crédit photo : Isentropique, 2013, wikimedia.org

Le polonium est présent naturellement dans l’air que nous respirons, en particulier dans les régions granitiques, lesquelles concentrent les gisements d’uranium. Dans ces régions, le polonium peut avoir tendance à s’accumuler dans l’air intérieur des habitations mal ventilées.
Depuis le début des années 1960, l’isotope 21084Po a été identifié en quantité notable dans les feuilles de tabac et par voie de conséquence dans les fumées produites lors de sa combustion. L’accumulation de polonium dans le tabac provient des engrais phosphatés nécessaires à sa culture.
Le polonium, émetteur α, est hautement radioactif. Le rayonnement α ne traverse pas la peau : néanmoins, par inhalation ou ingestion, le polonium est considérablement dangereux, à partir de quantités de l’ordre du microgramme. La dose létale est de quelques microgrammes, par destruction ultime des cellules souches de la moelle osseuse (aplasie). La majorité des cancers pulmonaires est imputable au polonium issu de la désintégration du radon présent dans l’air intérieur des habitations ou dans la fumée de tabac.
L’opposant politique russe Aleksander Litvinenko, ex-agent du FSB, a été assassiné en 2006 à Londres par du polonium présent dans une tasse de thé. L’enquête, sans apporter de preuves absolues, a conclu à une probable ingérence des services secrets russes dans cette affaire.

Étymologie  : Le nom de polonium a été donné par Marie Curie, née Skłodowska, afin d’honorer son pays de naissance, et sans doute rappeler au monde que la Pologne, partagée entre la Prusse, la Russie tsariste et l’Empire Austro-hongrois n’avait, à la fin du XIXème siècle, aucune existence.

Origine : Le polonium 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.

Pierre Curie (1859-1906) et Marie Skłodowska Curie (1867-1934) - Crédit photo : Noir et Blanc, 1903, Smithsonian Institution Archives.

Historique  : L’existence de l’élément 84 avait été envisagée par Dmitri Mendeleïev lors de l’élaboration de son tableau : cet élément devait suivre le bismuth (alors connu) et posséder la masse atomique de 212 (209 en réalité). En 1898, les premiers microgrammes de polonium ont été isolés de la pechblende des mines de Bohème (Karlovy Vary) par Pierre et Marie Curie : travail minutieux de plusieurs mois, ceci en dépit de la rareté de l’élément dans le minerai d’uranium. En 1902, le chimiste allemand Marckwald travaillant sur le tellure (élément 52) isola 3 milligrammes d’un élément radioactif qu’il nomma "radio-tellure". Il fut montré quelques années plus tard que cet élément était bien du polonium.

Willy Marckwald (1864-1942) fut le premier à isoler le polonium en quantité supérieure au milligramme - Crédit photo : Cliché anonyme, 1889. http://www.sammlungen.hu-berlin.de/dokumente/13075/

Le polonium dans la vie courante  :
Le polonium peut être mélangé ou allié à du béryllium pour constituer une source de neutrons. Ce mélange fut utilisé pour initier l’explosion de la bombe A « fat man  » sur Nagasaki en aout 1945.
Un gramme de polonium pourra atteindre spontanément une température de 500 ° C en raison du rayonnement α émis. Cela le rend utile comme source de chaleur pour les équipements spatiaux.

Le polonium à l’Institut UTINAM  : Il n’y a pas d’utilisation du polonium à l’Institut UTINAM.