RADIUM

État naturel et extraction

Les deux isotopes naturels les plus abondants, les radiums 226 et 228, sont présents respectivement dans les minerais d'uranium et de thorium à l'équilibre radioactif dans les proportions en poids suivantes : ²²⁶Ra/U = 3,4 × 10^—7 et ²²⁸Ra/Th = 4,7 × 10^—10. La quantité de radium dans la lithosphère peut être estimée à environ 3 × 10⁷ tonnes. L'extrême dispersion sur le globe de l'uranium et du thorium explique la présence des isotopes naturels de radium dans tous les terrains, roches et eaux. La teneur du radium dans les roches est de l'ordre de 10^—12 g/g. Dans les météorites de roche elle est très faible (environ 3 × 10^—13 g/g), et moindre, sinon nulle, dans les météorites de fer. La concentration du radium dans les rivières et les océans est de l'ordre de 10^—13 g/l. Dans les organismes vivants, on rencontre le radium dans la proportion de 10^—14 g/g pour les plantes et de 10^—15 g/g pour les animaux.

Isotopes à vie longue, les radiums issus de l'uranium et du thorium sont extraits directement des minerais correspondants. Depuis le développement de l'industrie nucléaire, le radium est devenu un sous-produit de la préparation de l'uranium. Auparavant, la situation était inverse et les minerais ( pechblende, autunite, carnotite, bétafite) étaient exploités pour satisfaire les besoins en radium de la médecine et de l'industrie. La première usine de radium fut fondée en France, en 1904, par Armet de L'Isle. D'autres furent installées en Autriche, en Angleterre, en Allemagne, en Amérique dans les années qui suivirent. En 1922, la Belgique commença d'exploiter la pechblende du Congo à l'usine d'Oolen et assura en grande partie la production du radium. En 1939, on estimait le stock mondial de radium à environ 800 grammes.

Les traitements appliqués pour extraire le radium des différents minerais s'inspirent de la méthode établie par Pierre et Marie Curie. Après attaque du minerai, variable suivant la nature de ce dernier, les sulfates insolubles contenant le baryum et le radium sont précipités. Le sulfate de baryum radifère est ensuite purifié et transformé en carbonate. Enfin, le radium est séparé, par cristallisation fractionnée, des chlorures, des bromures ou des chromates. Pour ces sels, les valeurs du coefficient de fractionnement Ra/Ba à 20 ⁰C sont respectivement : 4,5, 10 et 15. Le stade final de la séparation radium-baryum est maintenant simplifié par l'emploi des méthodes chromatographiques, notamment l'échange sur résines cationiques avec élution par une solution de citrate d'ammonium. Le radium pur est élué en dernier. Toutefois, si les quantités de radioéléments traitées sont trop importantes, le rayonnement altère les résines, ce qui limite leur emploi.