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TRITIUM

En 1934, Ernest Rutherford découvre l'existence du tritium. En bombardant une cible de deutérium par des deutons (noyaux de deutérium), il observe l'émission de neutrons et de protons qu'il attribue à la formation d'un isotope de masse trois de l'hélium (3He) et de l'isotope de masse trois de l'hydrogène (3H). Quelques années plus tard, en 1939, Luis Walter Alvarez sépare les deux isotopes. Il montre que l'hélium 3He est stable, alors que le tritium 31 H est radioactif et s'apparente chimiquement à l'hydrogène 11 H.

Le tritium est l'isotope radioactif de l'hydrogène de masse atomique 3,016 050 u. Il est représenté par le symbole T ou 31 H ou 3H. Il s'agit d'un émetteur β pur, il se désintègre avec émission d'un électron e (dont l'énergie moyenne est de 5,71 keV et l'énergie maximale 18,61 keV) et d'un antineutrino v̄ pour former de l'hélium 3 : T → 32 He + e + v̄.

Limite légale du tritium

Limite légale du tritium

La demi-vie du tritium est de 12,32 ans et son activité massique de 3,59 × 1014 Bq.g–1 (donc 1 gramme de T a une activité de 3,59 × 1014Bq = 359 TBq). Le fort coefficient de diffusion et la très faible énergie de son rayonnement βen font un corps radioactif relativement peu dangereux. Ainsi, la pénétration de son rayonnement n'est que de 4,5 mm dans l'air et de 6 μm dans l'eau ou dans les tissus humains. Dans ces derniers, 90 p. 100 des β sont absorbés dans 1 μm, alors que les cellules sensibles de l'épiderme ou du derme sont situées à des profondeurs comprises entre 20 et 100 μm. Le rayonnement ne peut endommager les cellules que dans la mesure où le tritium est ingéré ou injecté chez l'être humain. Le tritium exige donc un minimum de précautions dans son emploi. Les doses maximales admissibles légalement, en exposition continue, décroissent d'année en année.

Comme le deutérium, le tritium est présent dans les différentes zones terrestres. Il se forme dans l'atmosphère, entre 10 et 30 km d'altitude, par la réaction des neutrons cosmiques sur l'azote (N) de l'air : n + 14N → 3 42 He + T.

Le tritium ainsi produit réagit sur les atomes d'hydrogène présents dans l'atmosphère pour former des molécules HT. À plus basse altitude, le tritium est surtout incorporé dans les molécules de vapeur d'eau (eau tritiée HTO), qui sont plus abondantes.

Avant le développement des techniques nucléaires, la concentration en tritium naturel dans l'hydrogène moléculaire atmosphérique était de 4 × 103 Bq.kg—1 d'hydrogène, alors que sa concentration dans l'hydrogène de l'eau atmosphérique était d'environ 5 Bq.kg—1 d'hydrogène sous forme d'eau. Depuis lors, la teneur en tritium dans l'atmosphère a été considérablement augmentée par les essais d'armes nucléaires et les rejets réalisés par les installations nucléaires. Ainsi, la concentration du tritium dans l'eau de pluie était de 0,6 Bq/l avant les essais, 150 Bq/l en 1963 et 2 Bq/l en 1990.

Moins abondant que le tritium contenu dans l'atmosphère, celui de la couche terrestre est produit par réaction de neutrons sur les traces de 6Li contenues dans certains micas. Les neutrons de cette réaction proviennent de la fission de l'uranium.

Comme le dihydrogène H2 et le dideutérium D2, le ditritium T2 est un gaz incolore. Il est liquéfiable à 24,92 K avec un point triple à 20,62 K. L'équilibre isotopique est représenté par l'équation suivante : H2 + T2 ⇆ 2HT.

Le tritium est formé de deux formes allotropiques, orthotritium et paratritium.

L'oxyde de tritium (T2O) résulte de la combustion du gaz T2 ou d'échanges isotopiques. Liquide incolore, il présente une densité de 1,332 avec un point de fusion à 90 0C sous la pression normale et[...]

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Écrit par

  • : enseignant-chercheur à l'Institut national des sciences et techniques nucléaires-Commissariat à l'énergie atomique, Saclay

. In Encyclopædia Universalis []. Disponible sur : (consulté le )

Média

Limite légale du tritium

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Autres références

  • HYDROGÈNE

    • Écrit par Paul HAGENMULLER
    • 3 539 mots
    • 6 médias
    ...uniquement d'un proton, est de loin le plus répandu. Le deutérium (symbole D), dont le noyau contient également un neutron, n'existe qu'à un taux de 0,015 p. 100 dans l'hydrogène naturel. Le tritium (symbole T), dont le noyau contient un second neutron, est un isotope artificiel.
  • HYDROGÈNE (physique)

    • Écrit par Bernard PIRE
    • 6 157 mots
    • 9 médias
    Le troisième isotope naturel, le tritium, noté 3H ou T, a été découvert en 1934 par Ernest Rutherford (1871-1937). Il est instable et se transmute en hélium 3 (3He) par désintégration β avec une demi-vie de 12,3 années. Il est naturellement présent dans l’atmosphère terrestre comme produit issu...
  • NUCLÉAIRE (PHYSIQUE) - Isotopes

    • Écrit par René BIMBOT, René LÉTOLLE
    • 5 400 mots
    • 1 média
    Le tritium, isotope radioactif de l'hydrogène (3H ou T) créé par l'action du rayonnement cosmique sur l'atmosphère, a une répartition complexe qui dépend à la fois de sa décroissance radioactive et du cycle ordinaire de l'eau. Les injections périodiques de T dans la stratosphère (par les bombes...
  • NUCLÉAIRE - Applications militaires

    • Écrit par Paul BOUÉ, Thierry MASSARD, François OLIVE
    • 8 644 mots
    • 5 médias
    Les matériaux fusibles les plus intéressants sont les isotopes de masse 2 et 3 de l'hydrogène : le deutérium et letritium, puis l'isotope de masse 6 du lithium. Le tritium n'existe qu'à l'état de traces dans la nature et doit être fabriqué, alors que les deux autres corps existent,...

Voir aussi