Atomes (6-7/2020)

Le radium est le plus lourd des métaux alcalino-terreux. Il a été découvert par Marie et Pierre Curie en 1898 par extraction de la pechblende, un minerai d’uranium. Ils l’isolèrent sous forme métallique en 1910, par électrolyse d’une solution de RaCl2 sur une cathode de mercure, produisant ainsi un amalgame.
Le radium est extrêmement radioactif, d’où son nom, qui vient du latin radius, rayonnement. Il fait partie des chaînes de désintégration de l’uranium et du thorium. Quatre de ses 25 isotopes existent dans la nature à l’état de traces : 223Ra, 224Ra, 226Ra et 228Ra, tous radioactifs et tous issus de la dégradation radioactive d’autres radio-isotopes d’origine naturelle. La demi-vie de son isotope le plus stable (226Ra) est de 1600 ans. Il a également été produit par décomposition thermique de l’azoture de radium Ra(N3)2.
Lors de sa désintégration, le radium produit des rayons gamma, qui provoquent une importante irradiation. Un milligramme de ce métal émet 0,8 mSv/h à une distance de10 cm, une dose entraînant des effets nuisibles sur les organismes vivants. L’unité de radioactivité, le curie, ainsi nommée en l’honneur de Pierre Curie, correspond à la radioactivité d’un gramme de radium 226Ra, soit 37 GBq. Le radium 226 se désintègre en radon 222, un gaz radioactif.
La densité du radium est de 5,5 g/cm3. Son point de fusion est de 696 °C et son point d’ébullition de 1737 °C. Il forme, dans les conditions normales de température et de pression, un réseau cristallin cubique centré. Luminescent, il émet une faible couleur bleue.
Le radium est un métal très réactif, qui réagit avec l’eau pour former de l’hydroxyde de radium (Ra(OH)2) fortement basique. On trouve parmi ses composés, des sels solubles sous forme de chlorure, bromure et nitrate. Le sulfate, le carbonate et le phosphate de radium sont très faiblement soluble.
La production mondiale de radium est très faible, de l’ordre d’une centaine de grammes par an. Ses isotopes naturels sont utilisés pour dater certains matériaux rencontrés dans les forages gaziers ou pétroliers. L’isotope 223Ra est le seul commercialisé pour une application en radiothérapie, sous forme de chlorure. Il est également utilisé comme source radioactive scellée dans des détecteurs ioniques de fumée, pour ioniser le volume d’air circulant dans l’appareil.
Le radium a été utilisé jusque dans les années cinquante sous forme de sulfate, de chlorure ou de bromure, pour ses propriétés de photoluminescence, dans des peintures destinées à l’horlogerie, à l’aviation, ainsi qu’aux dispositifs de signalisation de secours. Ces utilisations ont été abandonnées, le radium étant remplacé par le tritium, beaucoup moins dangereux pour la santé.