Radium

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Radium
Francium ← Radium → Actinium Ba   88 Ra                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               ↑ Ra ↓ Ubn Table complète • Table étendue
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
No CAS	7440-14-4 [2]
No 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[4]
1re : 5,278423 eV	2e : 10,14715 eV
Isotopes les plus stables
iso AN Période MD Ed PD MeV 226Ra trace[réf. nécessaire] 1 602 a α 4,871 222Rn 228Ra {syn.} 6,7 a β- 0,046 228Ac
Précautions
Élément radioactif
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Aiguilles au radium

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

Il est d'un aspect parfaitement blanc mais il noircit lors de son exposition à l'air libre. Le radium est un métal alcalino-terreux que l'on peut trouver en très faible quantité dans les minerais d'uranium. Il est extrêmement radioactif, la demi-vie de son isotope le plus stable (²²⁶Ra) étant 1602 ans. Il fournit 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 très faible quantité, sous forme combinée, dans la pechblende, un minerai d'uranium, ainsi que dans d'autres 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 lorsqu'il est mélangé à du béryllium.

Lorsqu'il est fraîchement préparé, le radium pur est d'une couleur blanche brillante, mais il noircit lorsqu'il est exposé à l'air (probablement 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 un peu plus volatil que le baryum.

Isotopes

Le radium ne possède aucun isotope stable. L'isotope à la durée de vie la plus longue, et le plus commun, est le radium 226 (²²⁶Ra) qui a une demi-vie de 1600 ans.

Applications

Le radium a connu un fort engouement après sa découverte au début du XX^e siècle par Marie Curie, en particulier après la mise en évidence de ses vertus thérapeutiques dans la lutte contre le cancer. Des crèmes rajeunissantes aux cigarettes, le radium est utilisé un peu partout avant d'être interdit en 1937 pour les utilisations non médicales.

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 également été utilisé dans des paratonnerres afin d'accroître l'effet de pointe de ceux-ci. Cet effet n'est pas démontré et ce système n'est plus commercialisé. Certains pays (Belgique et Luxembourg notamment) imposent un démontage de ces paratonnerres radioactifs (parad).

Depuis le 11 mars 2011 un site Internet d'intérêt collectif réalise l'inventaire et la localisation des dizaines de milliers de parads disséminés sur le territoire français. Il fait notamment appel à la mobilisation civique des internautes. L'Inventaire National des Paratonnerres Radioactifs^[5] fonctionne en concertation avec l'Autorité de sûreté nucléaire (ASN), l'Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN), l'Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (ANDRA)^[6] et avec le soutien de la Commission de recherche et d'information indépendantes sur la radioactivité (CRIIRAD), du réseau Sortir du nucléaire et de l'Association de Contrôle de la Radioactivité dans l'Ouest (ACRO).

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) ^[7] qui a produit du radium entre 1913 et 1928, en Seine-Saint-Denis. L'IRSN a confirmé^[8] et caractérisé la pollution radioactive^[9]. Le débit de dose en surface (mesuré à 50 cm du sol) démontre une pollution sur environ 1/4 du site ; avec une radioactivité « jusqu’à 110 fois la valeur du bruit de fond (8 µSv/h) ». Autour du site, 5 zones sont polluées en surface selon l’IRSN (localisées sur le site Unibéton, avec environ 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) ^[9]. Le sol est également pollué en profondeur, avec sur le site de la SATCHI, et au delà, une activité massique variant de 750 à 10 000 fois le bruit de fond naturel régional^[9]. Sur les sites périphériques étudiés, on dépasse de 10 à 245 fois le bruit de fond naturel régional^[9]. 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 essentiellement 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 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^[9].

Suite à la détection de radium-226 dans les cours d’eau drainant le champ gazier d'extraction de gaz de schiste de Marcellus Shale, et suite à une étude de l'EPA, le DOE et le Département de la Santé de l’Etat de New-York) et General electric vont dépenser 2 millions de dollars sur 2 ans pour décontaminer des sols et sédiments pollués par la radioactivité libérée dans les rivières à partir des produits utilisés ou remontés par les fluides de fracturation et de forage^[10]

La réhabilitation des sites pollués au radium

Depuis la fin des années 90, l’État a construit progressivement le dispositif de prise en charge des sites pollués par des substances radioactives en France. La plupart 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 notamment 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. De plus, un guide méthodologique sur la gestion des sites industriels potentiellement pollués par des substances radioactives a été élaboré en 2001^[11]. 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 dispositif a été complété avec la création en 2007 de la Commission nationale des aides dans le domaine radioactif (Cnar)^[12].

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 aujourd’hui 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, toutefois la question du devenir de ces déchets reste entière.

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

L’extrémité de l’aiguille et les points du cadran de cette ancienne horloge ont été rendus fluorescents par incoroporation de sels de radium.

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.

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes

• Cancer des ouvrières du radium (fabrication de montres à cadran lumineux)

Liens externes

• Les sites radiocontaminés passés au crible : l'exemple du radium (Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire)
• Les sites pollués au radium et par d’autres substances radioactives (Autorité de sûreté nucléaire)
• [1] (INAPARAD: Inventaire national des paratonnerres radioactifs)

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