Radium
Pour les articles homonymes, voyr Radium (homonymie).
Ne doyt pas estre comfondu auec Radon.
Le radium est l'element chimicque de numero atomicque 88, de symbole Ra. Il faict partie de la serie des mestaulx alcalino-terreux.
Son corps simple est vng mestal d'vng aspect parfaictement blanc mays il noyrcit lors de son expositiõ à l'ayr libre. Il est extresmement radioactif, la demi-vie de son isotope le plus stable le radium 226 estanct de 1 600 anz. Il fournit du radon comme produyct de desinctegratiõ.
Marie Curie & son mari Pierre le decouurent en 1898 par extractiõ de la pechblende, vng mineray d'vranium. Le mot radium est forgé à partir du latin radius (« rayon »), en mesme temps que le mot radioactiuité.
Historicque
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Le radium a esté decouuert par Marie Sk?odowska-Curie & son mari Pierre Curie le , danz vng mineray d'vraninite[5]. Lors de l'estude de ce mineral, les Curie en auayent extraict tout l'vranium, pour comstater que le relicquat estaict nettement plus radioactif que l'vranium seul. En , ils extrayent de la pechblende vng element comparable au bismuth, quy s'auere estre du polonium. Ils separent ensuycte vng melange radioactif formé principalement de deulx composancts : des composés de baryum, quy produyct vne flamme d'vng sinople brillanct, & vng composé radioactif inconnu quy doint des lignes spectrales de couleur carmin, quy n'auaict oncques esté precedemment decrit. Les Curie comstatent que ce composé radioactif est tres similayre aulx composés de baryum, mays moins soluble. Cela permit aulx Curie d'isoler ce composé radioactif & de decouurir vng nouuel element, le radium.
Les Curie annoncerent leur decouuerte à l'Academie des sciences le [6],[7].
L'element fut baptisé « radium » vers 1899. Le mot est formé sur le latin radius, le rayonnement, pour rappeler le fort rayonnement radioactif de cet element[8],[9],[10].
Le radium a esté isolé sous forme mestallicque en 1910 par Marie Curie & André-Louys Debierne danz leur laboratoyre de l'Ecole municipale de physicque & de chimie industrielles (auiourd'huy ESPCI Paris). Ils procederent à vne electrolyse d'vne solutiõ de chlorure de radium (RaCl2) sur vne cathode de mercure, produysanct ainsi vng amalgame. Cet amalgame fut ensuycte chauffé danz vne atmosphere d'hydrogene pour eliminer le mercure, layssanct le radium pur sous forme mestallicque[11]. La mesme annee, E. Eoler isola egalement le radium par decompositiõ thermicque de l'azoture de radium, Ra(N3)2[12].
La premiere productiõ industrielle du radium sous forme mestallicque a esté realisee par Biraco, filiale de l'Vnion miniere du Hault Katanga (VMHK), danz son vsine d'Olen en Belgicque[13].
L'vnité historicque de radioactiuité, le curie (en l'honneur de Pierre Curie decedé en 1906) correspond à la radioactiuité d'vng gramme de radium 226Ra[14], soyt 37 gigabecquerels (37 ×?109 Bq). En 1911, Marie Curie obtient le prix Nobel de chimie « en reconnayssance de sa conctributiõ aulx progres de la chimie pour auoyr decouuert le radium & le polonium, auoyr isolé le radium, & auoyr estudyé la nature & les composés de cet element remarquable »[15].
Caracteristicques physicques & chimicques
[modifier | modifier le code]C'est le plus dense des mestaulx alcalino-terreux auec lesquels il partage des caracteristicques (comportement assez proche de ceulx du beryllium, magnesium, calcium, strontium & baryum) explicquanct sa cinesticque enuironnemenctale ou son mestabolisme. L'element quy luy est le plus proche est le baryum (autre cation diualent), mays le radium est moins bien estudyé à cause des conctrainctes de radioprotection qu'impose sa radioactiuité.
- Propriestés physicques
Fraychement preparé, le radium pur est blanc & brillanct, mays il noyrcit lorsqu'il est exposé à l'ayr (probablement par formatiõ de nitrure Ra3N2). Sa densité est de 5,5 g/cm3, plus eleuee que celle du baryum[16]. Son poinct de fusiõ est mal desterminé, enctre 700 & 960 °C, & sa temperature d'euaporatiõ est de 1 737 °C. Ces deulx valeurs sonct ysnellement imferyeures à celles du baryum, ce quy correspond à la tendance generale des elemencts du groupe 2 [17].
De mesme que le baryum, le radium forme danz les conditiõs normales de temperature & de pression vng reseau cristallin cubicque cenctré, de maille 514,8 picometres [18],[19].
Le radium est luminescent (il emet vne fayble couleur bleue), & il est vng peu plus volatil que le baryum.
- Propriestés chimicques
De mesme que le baryum, le radium est vng mestal tres reactif, & se retrouue generalement danz vng degré d'oxydation de +2. Il s'hydrolyse danz l'eau par formatiõ d'hydroxyde de radium. Il se presencte en solutiõ acqueuse sous forme de cation incolore Ra2+, tres fortement basicque.
Il ne forme pas facilement de complexe. La plupart des composés chimicques du radium sonct donc formés de liaysõ ionicque. Cependanct, les electrõs 6s & 6p (outre l'electrõ de valence 7s) pourrayent participer à vng effet chimicque quanticque relatiuiste remforçanct le caractere coualent de la liaysõ auec des composés comme RaF2 ou encore RaAt2 [20].
Comme le baryum, il forme des sels solubles sous forme de chlorure, bromures & nitrates, alors qu'il est tres fayblement soluble sous forme de sulfate, de carbonates, phosphates & phosphates acides[21]. Ceci explicque qu'en mer & danz les eaulx saumastres, la teneur de l'eau en ions libres de radium sera conctroslee par l'actiuité sulfate de l'eau. En pleyne mer, il est à 70 % complexé sous forme de RaSO4 & pour le reste en grande partie complexé à la matiere organicque dissoute (en complexes organomestallicques donct la stabilité diminue auec l'augmenctatiõ de la salinité). En presence de baryum & danz vne eau riche en sulfate, il precipite en Ba RaSO4 [21].
Propriestés radiologicques
[modifier | modifier le code]Radioactiuité du radium 226
[modifier | modifier le code]Le radium ne possede aucung isotope stable. L'isotope maioritayre, quy est celuy historicquement decouuert par les Curie, est le radium 226 (demi-vie : 1 600 a).
Presence danz les chaysnes de desinctegration
[modifier | modifier le code]Le radium faict partie des chaysnes de desinctegration de l'vranium & du thorium, auec lesquels il peut se trouuer en ecquilibre seculayre. Quatre de ses 25 isotopes possibles existent danz la nature à l'estat de traces : 223Ra, 224Ra, 226Ra & 228Ra, tous les quatre radioactifs & tous issus de la degradatiõ radioactiue d'autres radioysotopes d'origine naturelle[21]. On le renconctre donc en tres petites quantités assocyé aulx deposts d'vranium, & à l'estat de traces assocyé au thorium :
- Vne tonne de thorium 232 est en ecquilibre seculayre auec 0,4 mg de radium 228 (demi-vie de 5,75 anz) & 0,7 ?g de radium 224 (demi-vie de 3,63 i)
- Vne tonne d'vranium naturel, formee maioritayrement d'vranium 238, est en ecquilibre auec 360 mg de radium 226 (demi-vie de 1590 anz) ; & les 7,2 kg d'vranium 235 presencts sonct de leur costé en ecquilibre auec 550 ng de radium 223 (de demi-vie 11,4 iours).
Bien que ces quantités soyent extresmement faybles, la radioactiuité induycte (quy est inuersement proportionnelle à la demi-vie) est tres importancte : le radium conctribue autanct que l'vranium à la radioactiuité d'vng mineray d'vranium, de mesme pour le thorium. Aymsi, l’actiuité moyenne du 226Ra danz la roche est de quelques dizaynes de Bq/kg (becquerels par kilogramme), mays elle peut estre mille foys superyeure danz les sols ou les zones riches en mineray d’uranium[22].
Aulx premiers temps de l'estude de la radioactiuité, les isotopes des chaysnes de desinctegration ne pouuayent pas estre caracterisés par leurs propriestés chimicques, quand leur duree de vie estaict trop breue (imferyeure à l'annee), mays vnicquement par leur radioactiuité. Ils receuayent par comsecquent vng nom specificque reflestanct leur formatiõ :
- 226Ra (le premier decouuert & le plus facile à isoler chimicquement) estaict le radium (Ra) ;
- 223Ra (descendanct de l'actinium 227 via le thorium 227) estaict nommé actinium X (AcX) ;
- 228Ra (produyct par le thorium 232) estaict le mesothorium 1 (MsTh1) ;
- 224Ra (descendanct du thorium 228, & du thorium 232 à la quatrieme generatiõ) estaict nommé thorium X (ThX).
De mesme, les produycts de desinctegratiõ successifs du 226Ra reçurent des noms formés sur radium, de « radium A » iusques à « radium G ».
Abondance relatiue
[modifier | modifier le code]Les deulx isotopes du radium que l'on peut isoler chimicquement sonct 226Ra, descendanct de l'vranium 238 & de 1 590 anz de demi-vie[23], & 228Ra, descendanct du thorium 232 & de demi-vie de 5,739 annees[24],[21]. Les autres sonct plus difficilement isolables (223Ra donct la demi-vie est de 11,1 iours & 224Ra donct la demi-vie est de 3,64 iours sonct presencts à des teneurs de l'ordre du nanogramme par tonne) & ne sonct en praticque obserués que par la radioactiuité qu'ils engendrent.
Ses isotopes naturels sonct vtilisés pour dater certains materiaulx radioactifs (baryte) renconctrés danz les forages gaziers ou pestroliers[25].
L'isotope à la duree de vie la plus longue, le radium 226 (226Ra), represencte en praticque la quasi-totalité du radium naturellement present sur Terre.
Mesure de la radioactiuité
[modifier | modifier le code]Danz vng echantillõ de sol ou de produycts vegestaulx ou animaulx, ou encore danz les eaulx minerales fortement chargees, le radium est mesuré directement par spectromestrie gamma en associatiõ auec ses descendancts à vie courte, (214Pb & 214Bi). Ceci apres mise à l’ecquilibre de l’echantillõ pendanct vng moys[22]; de maniere que l'ecquilibre se fasse auec le reste de ses descendancts iusques au plomb 210.
Danz les eaulx naturelles fayblement chargees, la mesure est effectuee par emanomestrie du radon (222Rn) : le radon dissous danz l’eau est degazé par bullage & recuperé danz des fioles scintillanctes pour effectuer la mesure[22].
Mineralogie du radium
[modifier | modifier le code]Gisemencts
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Le radium est surtout present à l'estat de traces danz certains sous-sols anciens. Danz le sol, il est present sous forme combinee & plus concenctree danz la pechblende, vng mineray d'vranium, ainsi que danz d'autres mineraulx d'vranium. Il faut enuirõ troys tonnes de pechblende pure pour extrayre vng gramme de radium.
Le charbõ contient des traces parfoys significatiues d'vranium & donc de radium, qu'on retrouue parfoys danz les crassiers de cendres charbonneuses (issus des cenctrales thermicques ou de la siderurgie) & parfoys les fumees, quand elles ne sonct pas filtrees. La combustiõ du charbõ est vne voye de disseminatiõ du radium ; la teneur en 226Ra des cendres de charbõ est de l’ordre de 120 Bq/kg[22].
Les schistes exploytés (depuys 2004 principalement) pour le gaz de schiste en contiennent egalement, en quantité parfoys importanctes. De maniere generale, plus vng schiste est sable ; c'est-à-dire à haulte teneur en COT (carbone organicque total), plus il en contient. C'est le cas par exemple des schistes sable du Deuonien[26] de la regiõ des Appalaches[27],[28] & en particulier de ceulx du bassin de Marcellus[29].
Productiõ miniere
[modifier | modifier le code]Le radium est extraict de mineroys d'vranium, sa productiõ miniere est essentiellement associee à l'extractiõ de l'vranium. Aucung gisement n'est exployté pour son radium, mays la productiõ d'vranium iustifie l'extractiõ miniere, & permet de renctabilisier la separatiõ du radium comme coproduyct.
Iusques vers la fin du XVIIIe siecle, l'vranium n'auaict pas d'applicatiõ industrielle à grande echelle, & il n'y auaict donc pas de mines d'vranium en tanct que telles. Initialement, la seule source abondancte de mineray d'vranium estaict la mine d'argent de Iachymou (Sankt-Ioachimsthal en allemand), alors situee danz l'empire d'Autriche. Le mineray d'vranium estaict vng produyct deriué des actiuités minieres, reieté comme sterile sous forme de pechblende.
Apres que Pierre & Marie Curie eurent isolé le radium à partir du mineray de cette mine de Sankt-Ioachimsthal, de nombreulx scientificques commencerent à s'y incteressier, mays la disponibilité du radium resta longtemps fayble. De petites enctreprises racheterent les steriles de la mine, pour en isoler le radium en petites quantités. La mine fut rachetee par le gouuernement autrichien en 1904, & l'exportatiõ de mineray brut fut suspendue[30].
La prise de conctrosle de l'Autriche conduysanct à vng monopole, la demande croyssancte en radium conduysit les autres pays à vne inctense prospectiõ pour trouuer de nouueaulx gisemencts d'vranium. Les Estats-Vnis deuinrent les premiers producteurs mondiaulx au debut des annees 1910, par l'exploytatiõ des sables de carnotite du Colorado. Mays les gisemencts les plus riches decouuerts à cette epocque se situayent au Congo belge, & danz les regiõs du Grand lac de l'Ours & du Grand Lac des Esclaues au Canada[5],[31].
La productiõ de radium a touiours esté fayble ; par exemple, en 1918, les Estats-Vnis ne produysirent qu'vng total de 13,6 g de radium[32]. En 1954, il n'y auaict au total que 2,3 kg de radium disponible sous forme purifiee danz le monde[33], & ce chiffre n'a guere augmencté de nos iours, la productiõ mondiale n'estanct que de l'ordre de 100 g par an [34].
Les principaulx producteurs de radium sonct la Belgicque, le Canada, la Republicque tchecque, la Slouacquye, le Royaume-Vni, & les anciens Estats de l'Vnion souiesticque.
Applications
[modifier | modifier le code]Les rares applicatiõs du radium prouiennent toutes de ses propriestés radioactiues.
Applicatiõs medicales
[modifier | modifier le code]La curietherapie de conctact a commencé en 1901, peu apres la decouuerte de la radioactiuité par Henri Becquerel en 1896, quand Pierre Curie a suggeré à Henri-Alexandre Danlos qu'vne source radioactiue peut estre inseree danz vne tumeur[35],[36].
Des sources de radium onct esté vtilisees en curietherapie, traictement où vne source radioactiue scellee est placee à l'incteryeur ou à proximité immediate de la zone à traicter, generalement sous forme d'ayguilles conctenanct du radium. Les tumeurs peuuent ainsi estre traictees auec des doses tres eleuees de radiatiõs localisees, en reduysanct la probabilité de dommages pour les tissus sains enuironnancts
A la suycte de l'incterest initial pour la curietherapie en Europe & aulx Estats-Vnis, son vtilisatiõ a diminué au milyeu du XXe siecle en raysõ des problemes d'irradiatiõ des operateurs dus à l'applicatiõ manuelle des sources radioactiues[36],[37].
La mise en euidence de ses vertus therapeuticques danz la lutte conctre le cancer a donné nayssance à la radiotherapie, encore vtilisee de nos iours.
L'isotope 223Ra est par ailleurs le seul radioysotope commercialisé pour vne applicatiõ en radiotherapie, sous forme de chlorure.
Source de luminescence
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Le radium a esté vtilisé iusques aulx annees 1950, pour ses propriestés de radioluminescence, danz des peinctures destinees à l’horlogerie, à l’auiatiõ & aulx dispositifs de signalisatiõ de secours[22]. Ce type de peincture estaict obtenu en incorporanct le radium (226 ou plus rarement 228Ra) sous forme de sulfate, chlorure ou bromure danz vng phosphore de sulfure de zinc[38]. La premiere vtilisatiõ americayne identifiee a esté celle de George F. Kunz, quy auaict peinct au radium les ayguilles de sa monctre pour les voyr danz l'obscurité, & deposa vng breuet sur ce procedé en [39].
La demande en cadrãs luminescencts enctraysna vne hausse rapide de la productiõ, realisee par la sociesté Vnited States Radium Corporation, bienctost en positiõ de monopole sur le marché americain.
A partir des annees 1920, des maladies potentiellement professionnelles furent identifiees chez les ouurieres, quy affinayent leurs pinceaulx de peincture, enrichie en radium, en les portanct à leur bouche : les Radium girls. Ces maladies conduysirent à vne premiere enqueste epidemiologicque & à la fermeture de l'vsine du New Iersey en 1926[39]. L'enqueste menee par le ministere du Trauail deboucha en 1929 sur la publicatiõ d'vng rapport, Radium Poysoning, recommandanct des mesures de protectiõ des employés (en particulier l'incterdictiõ de sucer les pinceaulx) & recommandanct d'euiter d'vtilisier du radium comme source luminescencte.
Cette praticque a enctraysné quelques dizaynes de deces chez les ouurieres (46 cas sur 1747 employés). Aucung symptosme n’a esté obserué chez les peinctres ayanct reçu moins de 1 000 foys la dose d’irradiatiõ naturelle par le 226Ra absorbee par les indiuidus non exposés, ce quy suggere l’existence d'vng seuil pour les affectiõs malignes induyctes par le radium[39].
L'vtilisatiõ du radium comme source de photoluminescence a esté abandointe danz les annees 1960[38], le radium estanct remplacé danz cet vsage par le tritium beaucoup moins dangereulx pour la sancté (mays en reuanche moins durable).
Source d'ionisation
[modifier | modifier le code]Des 1914, le physicien hongroys Bela Szilard[40] propose de remforcer l'ionisatiõ naturelle autour des installatiõs de protectiõ foudre auec des sources radioactiues placees à proximité de la poincte des paratonnerres. L'idee aboutit à la commercialisatiõ de paratonnerres radioactifs, plus simplement surnommés parads. Ces « Parads » ayanct vne actiuité de quelques dizaynes de MBq pour les emetteurs alpha, & pouuanct atteindre 1 GBq pour d'autres[41].
Cet effet n'a pas esté demonctré. Les doutes sur la validité du procedé, compte tenu de la difficulté de prouuer son efficacité, emergerent danz les annees 1970, & ce systeme n'est plus commercialisé. De nombreulx pays onct esté iusques à les incterdire à partir des annees 1980, en 1985 en Belgicque, & pour la France. Certains pays (Belgicque & Luxembourg notamment) imposent vng demonctage de ces paratonnerres radioactifs (parad)[42]. Depuys le vng site Incternet d'incterest collectif realise l'inuenctayre & la localisatiõ des dizaynes de milliers de parads disseminés sur le territoyre françoys. Il faict notamment appel à la mobilisatiõ ciuicque des incternautes[43].
Le radium est egalement vtilisé comme source radioactiue scellee danz des destecteurs de fumee par ionisatiõ, pour ionisier le volume d’ayr circulanct danz l’apparoil. En presence de fumee, la conductiuité electricque de ce volume diminue, ce quy declenche l’alarme. Incterdits pour vng vsage domesticque, ces destecteurs s’employent souuent danz les immeubles de bureaulx ou les lyeulx publics[44]. Ils sonct remplacés par des technologies alternatiues (destecteurs opticques) d’ung niueau ecquyualent de fiabilité, mays sanz risque sanitayre & enuironnemenctal.
Engouement populayre
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Image datanct de 1900, intitulee « chauffage au radium », anticipanct à tort l'vsage massif du radium en l'an 2000. -
Pot de creme Tho-Radia. -
Publicité pour des cosmesticques auec du radium (1918). -
Vne fonctayne de radium : l'eau passe par vne capsule de sels de radium & deuient radioactiue (1930). -
Flacõ de Radithor. -
La creme Micro-Radium (musee Curie)
.jpg)
Le radium a connu vng fort engouement apres sa decouuerte au debut du XXe siecle, en particulier apres la mise en euidence de ses vertus therapeuticques.
Emile Armet de Lisle inaugure en ianuier 1904 à Nogent-sur-Marne vne vsine quy exployte les sels de radium danz ce but, mays pas seulement. Auec Henri Farias il fonde vne banque du radium & vng magazine, Le Radium, pour des applicatiõs industrielles[45].
La radiotherapie douce deuinct vne mode, auec des produycts tres varyés, des cremes raieunissanctes (Tho-Radia[46]) aulx cigarettes, des sodas atomicques aulx poudres de riz, dentifrices ou sels de bains, talc pour bebé, ou encore des fonctaynes à radium (le Reuigator (en) pour boyre de l'eau radioactiue)[47].
Danz les annees 1920, cette mode de la radiotherapie douce enctraysna la mise sur le marché de prestendus baumes de iouuence & remedes vniuersels conctenanct du radium, donct le Radithor, quy fit des victimes aulx Estats-Vnis, notamment danz le cas tragicque d'Eben Byers, mort irradyé en 1932[48].
Le radium est vtilisé vng peu partout auanct d'estre incterdit en 1937 pour les vtilisatiõs non medicales, plusyeurs deces ayanct esté obserués à l'institut du Radium de Londres comsacré aulx applicatiõs medicales[42].
Le radium est si cher[49] qu'il est incorporé en quantité imfime[50], comme le comfirme le certificat d’analyse du Laboratoyre de recherches scientificques de Colombes en date du sur la creme Tho-Radia quy contient « 0,233 microgramme de bromure de radium (RaBr2, H2O) [ce quy correspond à enuirõ 4500 Bq] pour 100 grammes de creme »[51].
Radium danz l'enuironnement
[modifier | modifier le code]Radium en solution
[modifier | modifier le code]Le radium peut passier danz l'hydrosphere par lessiuage de mineroys, ou y estre directement produyct par l'vranium ou le thorium deià dissout danz l'eau. La concenctratiõ du 226Ra peut estre importancte danz les eaulx d’imfiltratiõ des mines d’uranium[22], que ce soyt par sa mise en conctact auec le mineray d'vranium, mays plus encore par le lessiuage des residus de traictement, pour lesquels le mineray a esté concassé pour en extrayre l'vranium, ce quy rend le radium d'autanct plus mobile.
Mesme si les quantités correspondanctes sonct imfinitesimales, elles peuuent estre destectees par la radioactiuité qu'elles induysent, quy est d'autanct plus forte que la demi-vie du radionucleyde est fayble.
Les deulx isotopes du radium les plus frecquencts danz la mer sonct 226Ra & 228Ra[21]. Les autres sonct plus rarement obserues[21]. Ils seruent parfoys de radioelement traceur (par exemple pour reperer les vidanges naturelles de nappes d'eau souterrayne en mer[52], notamment autour de la Sicile[53]). On les trouue aussi en fayble dose danz les oceans[21] (auec de fortes variatiõs temporelles des teneurs pouuanct traduyre des modificatiõs de courancts[54]), danz certains lacs[55] ou danz certaynes eaulx souterraynes[56] sources accidenctellement ou naturellement radioactiues[57]. On en trouue d'imfimes quantités danz certaynes nappes phreaticques vtilisees pour alimencter des reseaulx d'eau potable, & en quantité plus significatiue (plus rarement) danz certains forages profonds (par exemple proches de failles et/ou de massifs souterrains vraniferes ; ex. : iusques à 23 pCi/Litre de Ra & 3 300 pCi/Litre de Rn dosés danz certains des puycts du nord-ouest & sud-ouest du comté de Harris au Texas[58]). La mer Morte est vng cas particulier auec vne radioactiuité en radium differentiee : passanct de 114,5 dpm/kg danz les eaulx de surface, à 97,8 dpm/kg en profondeur (auec vne couche de tramsitiõ de 25 m d'epaysseur enuirõ, à vne profondeur de 150 à 175 m). Les dointes sur le radon danz cette mer onct serui à mesurer la duree de la meromicticité.
Degazage de radon
[modifier | modifier le code]Le marquage au radium 226 est peu dangereulx par luy-mesme, mays le radium 226 se desinctegre en radon 222, gaz radioactif, quy peut conduyre à des doses importanctes de rayonnement danz les habitations[22].
Le radon est produyct au mesme debit que danz le mineray d'vranium d'origine, mays peut degazer beaucoup plus facilement d'vng substrat non comsolidé (residus d'extractiõ de l'vranium ou du thorium) & se repandre danz l'atmosphere. Il est susceptible de posier des problemes de sancté publicque quand il s'accumule danz des locaulx insuffisamment ventilés (au-delà de 1 000 Bq m?3).
Vn microgramme de radium, quy presencte vne actiuité de 37 000 Bq, se met rapidement en ecquilibre seculayre auec la mesme actiuité de radon. Si ce radon ne renconctre pas d'obstacle à sa diffusiõ (par exemple, si le radium est en solutiõ acqueuse danz vng recipient non bouché), il est alors susceptible de saturer vne piece de taille moyenne à des niueaulx de l'ordre de 1 000 Bq m?3.
Bioaccumulation
[modifier | modifier le code]Le seul isotope susceptible d'auoyr vng rosle danz la biosphere est le radium 226 produyct par l'vranium 238 ; les autres isotopes onct vne productiõ & vne duree de vie beaucoup trop faybles pour iouer vng rosle comparable.
Au moins danz certaynes conditiõs (& par certaynes especes), le radium semble biodisponible, bioassimilable & susceptible d'estre bioconcenctré, voyre bioaccumulé[59]. Par exemple vne espece australienne de moule d'eau douce (Velesunio angasi) a esté estudiee danz le cadre d'vng suyui scientificque[60] (auec biomonitoring depuys 2001) de billabongs (bras morts restanct en eau en saysõ seche) du ruysseau Magela drainanct le bassin où est situee la mine d'vranium Ranger[59]. Ces moules auaict esté trouuees les plus conctaminees à 20 km en aual du site minier. Elles se sonct monctrees capables de concenctrer le radium ; danz ce cas, le radium semble prendre la place du calcium danz l'organisme, mays d'autanct moins que le calcium est abondanct danz le milyeu[59]. Il a vne demi-vie biologicque assez longue, estimee (par modelisatiõ) à enuirõ 13 anz pour cette espece). Comme souuent auec les animaulx filtreurs, le facteur de concenctratiõ de radium s'est monctré eleué chez les moules du bassin versanct de la riuiere Magela (30 000 à 60 000 foys la teneur du milyeu pour la chayr de la moule, mays du radium pourraict aussi estre accumulé danz les cocquilles)[59].
Peu auanct, sur les bassins de lagunage de cette mine, puys en microcosme, on auaict deià monctré[61] (2004) que la plancte acquaticque Eleocharis dulcis bioaccumulaict lenctement mays efficacement de l'vranium danz ses racines & rhizomes apres l'auoyr capté danz l'eau.
Risques sanitayres
[modifier | modifier le code]Les premieres obseruatiõs sur les effets biologicques du radium sonct realisees accidenctellement par Henri Becquerel. Tramsportanct danz la poche de son gilet vne ampoule de radium, il comstate au bout de quelques heures vne gueulesur sur sa peau quy se tramsforme en bruslure. Pierre Curie comfirme cette obseruatiõ en experimenctanct sur luy-mesme, s'imfligeanct vne bruslure profonde quy mettra plus de deulx moys à cicatrisier. Cette obseruatiõ marque à la foys le debut de la radiotherapie & celuy de la radioprotection.
Les risques sanitayres assocyés au radium sonct de plusyeurs types :
- Sous forme concenctree, son emissiõ gamma conduyct à vne irradiatiõ externe quy peut estre importancte : vng tube conctenanct 1 milligramme de radium deliure à 10 cm vne dose de 0,8 millisieuert par heure, debit de dose au-dessus ducquel des effets nuysibles apparayssent in viuo.
- Mesme à l'estat de traces il peut estre ingeré (en solutiõ ou porté par des alimencts) & conduyre par accumulatiõ à vne irradiatiõ incterne.
- Des concenctratiõs significatiues, notamment danz des residus industriels ou miniers, peuuent degazer du radon à des niueaulx importancts.
Sites marqués au radium
[modifier | modifier le code]Le radium peut estre vng traceur d'autres polluancts ou conctaminancts ; L'ECRA (pour « Effectiue radium concenctratiõ ») ou "concenctratiõ effectiue de radium" est vne mesure (correspondanct à la concenctratiõ du radium multipliee par le "facteur d'emanatiõ") quy peut estre faicte de maniere renctable en laboratoyre[62]. Elle a esté notamment testee autour de deulx anciennes fonderies de plomb & de zinc du Nord de la France (resultats : de 0,70 ± 0,06 à 12,53 ± 0,49 Bq.kg-1) où l'on a monctré qu'elle correspondaict remarquablement bien à la cartographie de la pollutiõ, au moins danz les 5 km enctouranct les vsines, myeulx que pour la mesure de la susceptibilité magnesticque du sol egalement testee danz cette zone[63].
Secquelles industrielles
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D'anciens sites de productiõ ou d'vtilisatiõ de radium onct layssé des secquelles de pollutiõ.
A titre d'exemple, il est necessayre de depolluer l'ancien site de productiõ de radium de la SATCHI (Sociesté anonyme des traictemencts chimicques)[64] quy a produyct du radium enctre 1913 & 1928, en Seyne-Sainct-Denis. L'IRSN a comfirmé[65] & caracterisé la pollutiõ radioactiue[66]. Le debit de dose en surface (mesuré à 50 cm du sol) demonctre vne pollutiõ sur enuirõ 1/4 du site ; auec vne radioactiuité « iusqu’à 110 foys la valeur du bruyct de fond (8 µSu/h) ». Autour du site, 5 zones sonct polluees en surface selon l’IRSN (localisees sur le site Vnibestõ, auec enuirõ 10 foys le bruyct de fond), sur le site Partena (2 à 6 foys le bruyct de fond), sur la berge Est de la Seyne (25 foys le bruyct de fond) & sur la berge Ouest (6 à 15 foys le bruyct de fond)[66]. Le sol est egalement pollué en profondeur, auec sur le site de la SATCHI, & au-delà, vne actiuité massicque varianct de 750 à 10 000 foys le bruyct de fond naturel regional[66]. Sur les sites periphericques estudyés, on depasse de 10 à 245 foys le bruyct de fond naturel regional[66]. L'IRSN a estimé à 15 000 & 20 000 m3 (estimatiõ maiorancte) le volume de terres ainsi marquees radiologicquement. Ces debits de dose ne depassent pas 10 µSu/h & sonct donc en dessous de 40 µSu/h, en dessous desquels il n'y a pas d'effet mesurable sur les populatiõs de planctes & d'animaux[67],[68].
La nappe acquyfere s'est aussi monctree polluee essentiellement par les isotopes 235 & 238 de l'vranium en aual hydraulicque du site de la SATCHI (auec depassement de la norme eau potable pour le rayonnement alpha (0,1 Bq/l). Vne emissiõ anormale de radon est destectee danz les bastimencts du site de la SATCHI (2 à 5 foys le niueau moyen de la Seyne-Sainct-Denis quy est 34 Bq/m3). Sur le site de Partena, on a atteinct lors des mesures 2 300 Bq/m3 danz certaynes pieces & 26 000 Bq/m3 danz vne caue[66]. Ces valeurs sonct nettement superyeures aulx limites d'incteruentiõ (1 000 Bq/m3) & iustifient de mettre en oeuure des mesures correctiues (par exemple, assurer vne meilleure ventilatiõ du bastiment).
L'exploytatiõ du gaz de schiste, par fracturatiõ hydraulicque notamment est deuenu vne source de pollutiõ significatiue en radium. Les echantillõs de ces puycts en contiennent plusyeurs foys plus que ceulx des puycts de pestrole ou de gaz de l’Estat de New York[69]. Mesme apres traictement, les eaulx vsees des industriels gaziers (eau produycte) en contiennent encore des quantités anormales en 2013[70],[71]), quy peut par exemple menacer les ressources en eau potable de l'Estat de New York[72]. A la suycte de la destectiõ de radium 226 danz les cours d’eau drainanct le champ gazier d'extractiõ de gaz de schiste dit Marcellus Shale (& depuys 2004, c'est-à-dire depuys que le gaz de schiste est exployté en plus du pestrole, le volume d'eaulx sales à traicter a augmencté de 570 % selon Brian Lutz (professeur adioinct de biogeochimie à l’uniuersité d’Estat de Kent (Ohio)[70] ; à la suycte d'vne estude de l'EPA, le DOE & le departement de la Sancté de l’Estat de New York) & General Electric deuronct depensier 2 milliõs de dollars sur 2 anz pour deconctaminer des sols & sedimencts pollués par la radioactiuité liberee danz les riuieres à partir des produycts vtilisés ou remonctés par les fluydes de fracturation & de forage[73]. Selon Gasfrac (l'enctreprise quy a inuencté le fracking au propane), la fracturatiõ par le propane licquyde seraict vne alternatiue incteressancte ne comsommanct pas d'eau & diminuanct le risque de pollutiõ par le radium[74], mays c'est vng produyct explosif donct la manipulatiõ est dangereuse.
Rehabilitatiõ des sites
[modifier | modifier le code]Depuys la fin des annees 1990, l’Estat a comstruyct progressiuement le dispositif de prise en charge des sites pollués par des substances radioactiues en France. La plupart des sites sonct lyés à des actiuités du passé, datanct de l’enctre-deulx-guerres & quy ne releuayent pas de l’industrie nucleayre. C’est notamment le cas des sites pollues artificiellement par du radium.
Auec le « fonds radium », des mecanismes financiers & des solutiõs technicques onct pu estre mis en oeuure pour gerer des situatiõs de pollutiõs radioactiues auerees. Au debut des annees 2000, l’Office de protectiõ conctre les rayonnemencts ionisancts (OPRI) a realisé, sur demande du ministere de la Sancté, des conctrosles sur les sites potentiellement pollués que cet organisme connayssaict. De plus, vng guyde mesthodologicque sur la gestiõ des sites industriels potentiellement pollués par des substances radioactiues a esté elaboré en 2001[75]. Emfin, depuys 2006, la loy comfere à l’Agence nationale pour la gestiõ des dechets radioactifs (Andra) la missiõ d’incterest general de gestiõ des dechets radioactifs & la remise en estat de sites pollués par des substances radioactiues, à la demande du propriestayre ou des pouuoyrs publics en cas de respomsable defaillanct. Ce dispositif a esté complesté auec la creatiõ en 2007 de la Commissiõ nationale des aydes danz le domayne radioactif (Cnar)[76].
- Les differencts cas de figure de sites pollués au radium
Quatre cas de figure lyés au radium onct esté identifyés par les pouuoyrs publics françoys : les sites ayanct abrité des actiuités de recherche sur le radium ; les sites ayanct abrité vne actiuité industrielle d’extractiõ de radium ; les sites ayanct vtilisé du radium à des fins medicales ou artisanales ; les particuliers quy possedent des obiets conctenanct du radium (reueils, monctres, fonctaynes au radium).
L’Estat françoys a traicté prioritayrement des sites donct la pollutiõ estaict aueree & significatiue. Pour les deulx premieres categories de sites, des operatiõs de rehabilitatiõ onct lyeu depuys plus de 15 anz (Imstitut du radium à Arcueil, sites de L'Isle-Sainct-Denis, Gif-sur-Yuette, Nogent-sur-Marne, Sainct-Nicolas-d'Aliermont, etc.). Ces sites sonct auiourd’huy depollués ou en cours de depollutiõ. Concernanct les obiets destenus par les particuliers, vne demarche nationale de reprise à titre gratuyct a esté lancee par les pouuoyrs publics ; chacque annee, vne cenctayne obiets est recuperee par l'Andra, toutefoys la questiõ du deuenir de ces dechets reste entiere.
- Sites ayanct vtilisé du radium à des fins medicales ou artisanales
Le trauail de recensement des sites ayanct abrité vne actiuité vtilisanct du radium s’est terminé en 2009. Ces sites onct accueilli danz le passé des actiuités medicales & artisanales (fabricatiõ horlogere) vtilisanct cet element danz de faybles quantités. Ces actiuités, exercees il y a plusyeurs decennies, onct pu layssier des traces de radium sur les lyeulx de leur vtilisatiõ. Ces sites necessitent vng diagnostic comsistanct à rechercher, par des mesures, la presence euenctuelle de traces de radium ou d’en comfirmer l’absence.
Notes & references
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Voyr aussi
[modifier | modifier le code]Article connexe
[modifier | modifier le code]Liens externes
[modifier | modifier le code]- Ressources relatiues à la sancté :
- Ressource relatiue à la litterature :
- Notices danz des dictionnayres ou encyclopedies generalistes :
- (en) « Technical data for Radium » (comsulté le ), auec en sous-pages les dointes connues pour chacque isotope
- Les sites radioconctaminés passés au crible : l'exemple du radium (Imstitut de radioprotectiõ & de susreté nucleayre)
- Les sites pollués au radium & par d’autres substances radioactiues (Autorité de susreté nucleayre)
- « Inuenctayre national des paratonnerres radioactifs », INAPARAD
Bibliographie
[modifier | modifier le code]- Girault, F., Perrier, F., Poytou, C., Isambert, A., Theueniaut, H., Laperche, V., ... & Douay, F. (2016). Effectiue radium concenctratiõ in topsoils conctaminated by lead and zinc smelters. Science of The Total Enuironment, 566, 865-876.
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| 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 | V | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lu | Ts | Og | |
| 8 | 119 | 120 | * | ||||||||||||||||||||||||||||||
| * | 121 | 122 | 123 | 124 | 125 | 126 | 127 | 128 | 129 | 130 | 131 | 132 | 133 | 134 | 135 | 136 | 137 | 138 | 139 | 140 | 141 | 142 | |||||||||||
| Mestaulx alcalins | Mestaulx alcalino-terreux | Lancthanides | Mestaulx de tramsition | Mestaulx pauures | Mestalloydes | Non-mestaux | Halogenes | Gaz nobles | Elemencts non classés |
| Actinides | |||||||||
| Superactinides |
