Le polonium (latin : Polonium) est un élément chimique du tableau périodique des éléments dont le symbole est Po et le numéro atomique 84. Il s’agit d’un métal rare et hautement radioactif, chimiquement similaire au tellure et au bismuth, que l’on trouve dans les minerais d’uranium.

Caractéristiques

Ces substances se dissolvent très facilement dans les acides, mais ne sont que légèrement solubles dans les alcalis. Il est chimiquement apparenté au tellure et au bismuth. Le polonium est un métal volatil, réductible à 50 % après 45 heures dans l’air à une température de 54,8 °C (328 K). Aucun des 50 isotopes estimés du polonium n’est stable. Il est extrêmement toxique et hautement radioactif. Le polonium a été trouvé dans les minerais d’uranium, la fumée de tabac et en tant que contaminant. Tous les éléments issus du polonium sont fortement radioactifs.
Il appartient au groupe 16 et son numéro atomique est 84.

Applications

Mélangé ou allié au béryllium, le polonium peut être une source de neutrons et a été utilisé comme tel dans la bombe atomique larguée à Nagasaki, afin de produire dans le court laps de temps de l’implosion (produite par l’explosif conventionnel TNT) un nombre suffisant de neutrons pour déclencher la réaction en chaîne du plutonium et l’explosion atomique qui s’ensuivit.

Il est également utilisé dans les dispositifs d’élimination des charges statiques, dans les brosses spéciales pour enlever la poussière accumulée sur les pellicules photographiques, ainsi que dans les sources de chaleur pour les satellites artificiels ou les sondes spatiales.

Polonium-210

Cet isotope du polonium est un émetteur alpha dont la demi-vie est de 138,39 jours. Un milligramme de 210Po émet autant de particules alpha que 5 grammes de radium. Il libère donc une grande quantité d’énergie, les dispositifs de production de chaleur (dans les générateurs thermoélectriques à radioisotope, ou RTG) atteignant une température de plus de 750 K avec seulement un demi-gramme. Un seul gramme de cet isotope génère 130 watts de puissance thermique.

Le 210Po a été utilisé comme source de chaleur légère pour alimenter les cellules thermoélectriques de certains satellites artificiels et sondes lunaires.

La présence de polonium dans la fumée de tabac est connue depuis le début des années 1960. Certaines des plus grandes compagnies de tabac au monde ont cherché, sans succès, des moyens d’éliminer cette substance pendant 40 ans. Cependant, ils n’ont jamais publié les résultats de leurs recherches.

Le polonium-210 contenu dans les engrais phosphatés est absorbé par les racines des plantes (comme le tabac) et stocké dans leurs tissus. Les plantes fertilisées avec des phosphates naturels contiennent du polonium-210, et on estime que le rayonnement alpha qu’il émet est à l’origine d’environ 11 700 décès par cancer du poumon dans le monde chaque année.
L’ingestion ou l’inhalation d’une quantité excessive peut avoir les mêmes conséquences que les radiations d’Hiroshima, mais sur une base individuelle. Ces effets peuvent être ressentis à partir du troisième jour, ils ne sont pas immédiats.
Les premiers symptômes sont la perte de cheveux et des troubles gastro-intestinaux. Ensuite, le foie et les reins cessent de fonctionner ; le métabolisme et la moelle osseuse sont paralysés.

La mort est due à une défaillance de plusieurs organes. Si l’exposition est faible, seuls des symptômes gastro-intestinaux peuvent apparaître.

Il s’agit des symptômes suivants :

Antécédents

Également connu sous le nom de radium F, le polonium a été découvert par Marie Curie-Skłodowska et Pierre Curie en 1898, et a ensuite été renommé d’après le pays d’origine de Marie Curie, la Pologne. À l’époque, la Pologne n’était pas un pays indépendant et était sous la domination de la Russie, de la Prusse et de l’Autriche, et Marie espérait que ce nom ajouterait à sa notoriété. C’est le premier élément dont le nom est issu d’une controverse politique.

C’est le premier élément découvert par le couple Curie en recherchant les causes de la radioactivité de la pechblende. La pechblende, débarrassée de l’uranium et du radium, était encore plus radioactive que ces éléments réunis. C’est ce qui les a amenés à trouver le nouvel élément. L’électroscope l’a mis en évidence en le séparant du bismuth.

Obtenu

Bien qu’il s’agisse d’un élément naturel, il n’est présent dans les minerais d’uranium naturel qu’à raison de 100 microgrammes par tonne.
En 1934, il a été démontré que lorsque le bismuth naturel (209Bi) est bombardé par des neutrons, du 210Bi est créé, qui est transformé par désintégration bêta en polonium-210. Le polonium peut être créé en quantités de l’ordre du milligramme par cette procédure, en utilisant des flux de neutrons importants, tels que ceux que l’on trouve dans les réacteurs nucléaires.

Le polonium est un élément très rare dans la nature en raison de la courte demi-vie de tous ses isotopes. Sept isotopes sont présents dans des traces de radio-isotopes en tant que produits de désintégration : 210 Po, 214 Po et 218 Po dans la chaîne de désintégration 238 U ; 211 Po et 215 Po dans la chaîne de désintégration 235 U ; 212 Po et 216 Po dans la chaîne de désintégration 232 Th. Parmi eux, 210 Po est le seul isotope dont la demi-vie est supérieure à 3 minutes.

Le polonium se trouve dans les minerais d’uranium à raison d’environ 0,1 mg par tonne métrique (1 partie sur 10 10 ), ce qui représente environ 0,2 % de l’abondance du radium. Les quantités présentes dans la croûte terrestre ne sont pas nocives.

Comme il est présent en faibles concentrations, l’isolement du polonium à partir de sources naturelles est un processus fastidieux. Le plus grand lot de polonium jamais extrait, fabriqué dans la première moitié du XXe siècle, ne contenait que 40 Ci TBq (9 mg) de polonium-210 et a été obtenu en traitant 37 tonnes de déchets de production de radium. Le polonium est généralement obtenu en irradiant du bismuth avec des neutrons ou des protons de haute énergie.
En 1934, une expérience a montré que lorsque le 209 Bi naturel est bombardé par des neutrons, du 210 Bi est créé, qui se désintègre ensuite en 210 Po par désintégration bêta-moins. La purification finale est effectuée par pyrochimie, suivie de techniques d’extraction liquide-liquide. Le polonium peut désormais être produit en quantités de l’ordre du milligramme selon cette procédure, en utilisant les flux de neutrons élevés que l’on trouve dans les réacteurs nucléaires. Seuls 100 grammes environ sont produits chaque année, pratiquement tous en Russie, ce qui fait du polonium une substance extrêmement rare.

Ce procédé peut poser des problèmes dans les réacteurs nucléaires refroidis par métal liquide et basés sur l’eutectique plomb-bismuth, tels que ceux utilisés dans les sous-marins K-27 de la marine soviétique. Des mesures doivent être prises dans ces réacteurs pour faire face à l’éventualité indésirable d’un rejet de 210 Po par le liquide de refroidissement.

Les isotopes du polonium à plus longue durée de vie, 208 Po et 209 Po, peuvent être formés par bombardement de protons ou de deutons sur du bismuth à l’aide d’un cyclotron. D’autres isotopes plus instables et déficients en neutrons peuvent être formés par irradiation du platine avec des noyaux de carbone.

Précautions

Le polonium est hautement toxique (DL50 = 10 ng (inhalé) ou 50 ng (ingéré) chez l’homme), radioactif et dangereux à manipuler. Même en quantités de l’ordre du microgramme, la manipulation du 210Po est très dangereuse et nécessite un équipement spécial utilisé selon des procédures de sécurité strictes.

Exemple de danger

En 2006, l’ancien espion russe Alexandre Litvinenko a été tué au 210Po, prétendument en raison de son enquête sur le meurtre de la journaliste Anna Politkovskaïa.

Alexandre Litvinenko était employé par le Centre national de renseignement espagnol (CNI) dans le cadre d’une enquête sur les liens possibles entre la mafia russe et le président du pays, Vladimir Poutine. Selon les quotidiens britanniques Daily Mail et Evening Standard, cette révélation a été faite par Ben Emmerson, avocat de l’épouse du défunt, lors de l’audience préliminaire de l’enquête sur la mort à Londres de l’ancien agent du KGB, empoisonné par du polonium-210 qui aurait été versé dans une tasse de thé qu’il avait bue à l’hôtel Mayfair lors d’une réunion avec d’anciens collègues des services de sécurité. La même source indique que Litvinenko recevait également des paiements du MI6 britannique.

Les sources du CNI ont refusé de confirmer ou d’infirmer cette révélation, affirmant que la loi interdit strictement de dire si une personne, même décédée, était ou non une source, un membre du service ou un collaborateur. Cependant, six mois avant son empoisonnement, Litvinenko avait contacté des policiers espagnols pour leur expliquer le rôle de certains hommes d’affaires impliqués dans la mafia russe. L’ancien agent russe a donné quelques indices sur l’importance de certains chefs de la mafia et sur le type de relations qu’ils pouvaient avoir avec les hautes sphères de l’État russe.

Selon une enquête menée par Al Jazeera en juillet 2012, Yasser Arafat aurait également été empoisonné au polonium-210.

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