ACTINIUM

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L'existence dans la pechblende de l'actinium, élément radioactif de numéro atomique 89, fut établie en 1899 par André Louis Debierne, collaborateur de Pierre et Marie Curie qui venaient, un an auparavant, de découvrir, dans ce minerai d'uranium, le polonium et le radium. Son poids n'ayant pu être déterminé, ce n'est qu'une dizaine d'années après sa découverte, lorsque la théorie des transformations radioactives de Rutherford et Soddy et la loi des déplacements radioactifs de Soddy et Fajans furent établies, que l'actinium a pu être définitivement classé dans le système périodique comme homologue du lanthane. Le symbole chimique de cet élément est Ac.

On connaît trente et un isotopes de l'actinium, dont les nombres de masse varient de 206 à 236. Ils sont tous radioactifs. Ceux de masse 227, 228 et 225 existent dans la nature. L'actinium 227, qui est l'isotope découvert par A. L. Debierne, est celui dont la demi-vie est la plus longue (21,772 ans). C'est un produit de filiation de 235U. Le rapport en poids entre l'actinium et l'uranium naturel est égal à 2 × 10-10. Son abondance dans l'écorce terrestre peut être évaluée à 8 × 10-16. Cet isotope est le seul qui puisse être obtenu en quantités pondérables. Son extraction des minerais d'uranium n'a toutefois pas permis d'isoler un produit pur car il reste associé, au cours des traitements, aux terres rares qui sont toujours abondamment présentes et auxquelles l'actinium ressemble beaucoup chimiquement. Ces difficultés sont évitées en synthétisant 227Ac par transmutation du radium sous l'action des neutrons au sein d'un réacteur nucléaire. L'actinium est produit suivant les réactions : 226Ra (n,γ) 227Ra et 227Ra (β-, demi-vie 42,2 min) 227Ac.

Des quantités macroscopiques ont été ainsi formées et isolées à l'état pur.

Le deuxième isotope naturel, 228Ac, autrefois appelé aussi mésothorium 2, de demi-vie 6,15 h, a été découvert par Otto Hahn en 1908. Produit de filiation du thorium 232, il est extrait de sa substance mère, le radium 228 (autrefois appelé mésothorium).

Parmi les autres isotopes, 225Ac offre un intérêt particulier en raison de sa demi-vie de 10,0 jours. Présent seulement en quantités difficilement décelables dans la nature, il est obtenu artificiellement, notamment comme produit de filiation de 233Th, formé en bombardant le thorium avec des neutrons.

L'actinium métallique ne peut, par suite de son électropositivité élevée, être obtenu par électrolyse de solutions aqueuses. Il a été préparé à l'échelle du milligramme par réduction du fluorure AcF3 par la vapeur de lithium sous vide à une température comprise entre 1 100 et 1 275 0C. Le métal est blanc argent et émet spontanément une faible lumière de teinte bleutée, visible dans l'obscurité, due à sa radioactivité. Il cristallise dans le système cubique à faces centrées. Son point de fusion qui est un peu plus élevé que celui du lanthane est 1 050 ± 50 0C. Le point d'ébullition est estimé à environ 3 300 0C. L'actinium forme aisément un amalgame, par exemple par action d'un amalgame de lithium sur une solution citrique de l'élément (pH : de 1,7 à 6,8).

Par ses propriétés chimiques, l'actinium est un élément trivalent qui s'apparente étroitement à son homologue inférieur, le lanthane. Le rayon de l'ion Ac3+ est égal à 0,111 nm, tandis que celui de La3+ est de 0,104 nm. La structure électronique de l'actinium est bien celle que l'on doit attendre pour un homologue du lanthane : couches K, L, M, N complètes 5s2 5p6 5d10 6s2 6p6 6d 7s2. Ainsi l'actinium se comporte d'ordinaire, dans les opérations chimiques, comme un élément encore plus basique que le lanthane, qui est l'élément le plus basique du groupe des lanthanides. Les composés insolubles d'actinium correspondent aux composés insolubles de lanthane : hydroxyde, fluorure, carbonate, oxalate, phosphate, sulfate double de potassium. À l'exception du sulfure, qui est noir, les composés d'actinium sont blancs. Tous ceux dont la structure a pu être identifiée sont isomorphes des composés correspondants du lanthane.

Bien que l'actinium 227 n'émette qu'un rayonnement β de très faible énergie (Emax = 46 KeV) et un rayonnement α très peu intense (1,2 α pour 100 désintégrations), l'activité α, [...]

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Georges BOUISSIÈRES, « ACTINIUM », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 19 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/actinium/