L'uranium, de symbole U, a pour numéro atomique 92 (on note 92U). Le terme « transuraniens » désigne les éléments chimiques, tous radioactifs, de numéro atomique Z supérieur à 92, Z étant le nombre d'électrons autour du noyau de l'atome, ou celui des protons du noyau. Cette limite, toutefois, n'a pas de justification chimique, et il est préférable de parler d'actinides pour 89 ≤ Z ≤ 103, et de transactinides au-delà.
Vers 1930, le tableau de Mendeleïev (cf. éléments chimiques) comportait 88 éléments, et quatre cases vides (celles du technétium 43Tc, du francium 87Fr, de l'astate 85At et du prométhium 61Pm, radioactifs et découverts de 1937 à 1945), dont la position permettait de prévoir les propriétés des éléments manquants. Enrico Fermi a immédiatement compris que le neutron, découvert en 1932, serait l'outil privilégié de la synthèse de nouveaux éléments. Électriquement neutre, ce dernier n'est pas repoussé par la charge électrique d'un noyau « cible » : il peut le pénétrer, et former avec lui un noyau émetteur β— ; après cette émission, le numéro atomique du noyau final est supérieur d'une unité à celui du noyau cible.
De 1934 à 1938, on rechercha l'élément 93 en bombardant l'uranium par un neutron. Mais la fission de l'uranium (découverte par Hahn et Strassmann en 1938 et immédiatement interprétée par Lise Meitner et Otto Frisch), surtout celle de son isotope 235U, est beaucoup plus probable que la capture d'un neutron.
L'espoir d'étendre le tableau de Mendeleïev n'était pas abandonné. Historiquement, cette recherche est inséparable de l'effort de guerre aux États-Unis et de la domestication de l'énergie nucléaire. Mais l'étude de la synthèse et des propriétés des actinides et transactinides présente un intérêt fondamental : en chimie, on en attend une meilleure compréhension des principes qui gouvernent le tableau de Mendeleïev ; en physique, ces noyaux ouvrent un domaine inexploré de la structure nucléaire. Ces éléments ont aussi un intérêt appliqué : en technologie, en médecine et pour la séparation, le traitement et la transmutation éventuelle des déchets de l'industrie électronucléaire.
1. Quelques enjeux sign […]
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