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29 avril 2011 5 29 /04 /avril /2011 17:35

29 Avril 2011


L’Uranium est un élément qui tient la vedette en ces temps où l’énergie est devenue une denrée périssable, pour ne pas dire pourrissable.


C’est un élément qui est présent partout, mais dans des proportions parfois très faibles. Par exemple, dans un jardin de banlieue de 400 m2, et sur une profondeur de 10m, il y en aurait 25 Kg …. Je n’ai pas vérifié.


L’atome d’Uranium, qui comporte 92 protons, peut exister sous forme de 17 isotopes , qui sont tous radioactifs. Mais, comme la plupart ont des demi-vies très courtes, on n’en trouve plus que trois à l’état naturel aujourd’hui. En 4,5 milliards d’années, les autres ont eu le temps de se désintégrer tranquillement.


Les trois qui restent sont:


U234, présent à hauteur de 0,005%


U235, pour 0,71%


U238, pour 99,28%


Ces trois compères , présents en abondance ( plus abondants que l’or ou l’argent), se désintègrent allègrement depuis la nuit des temps, et grâce à l’énergie dégagée par cette gymnastique, la croûte terrestre et le noyau de la Terre sont maintenus dans une chaleur agréable. Chaleur que nous utilisons en Géothermie.


L’eau de mer contient 3 mg d’Uranium par m3, le stock n’est donc pas près de s’épuiser ( réserve de 4,5 milliards de tonnes dans les océans).


Mais l’exploitation à un coût raisonnable ( et surtout énergétiquement rentable) n’est possible que dans certains gisements.


Dans l’Uranium, U235 est le plus intéressant car, non seulement il est radioactif comme ses frères, mais en plus il est fissile.


Fissile, cela veut dire que son noyau peut se désintégrer en libérant beaucoup d’énergie, que l’on utilise soit pour faire des bombes, soit pour chauffer de l’eau dans des centrales nucléaires. Ce n’est pas ce qui nous intéresse aujourd’hui.


Cet Uranium nous intéresse car c’est un élément actif, même radioactif. Il n’est pas comme des atomes de Cuivre ou d’or, qui demeurent semblables à eux-mêmes au fil des millions d’années .


Un atome d’Uranium va, de temps en temps, sous l’effet d’une loi mystérieuse baptisée radioactivité mais dont on ne connait pas les ressorts cachés, éjecter une radiation énergétique et se transformer en autre chose.


La radiation énergétique ponctuelle ( un quantum d’énergie) peut être une particule alpha, une particule Beta, ou un photon Gamma.


Après avoir craché sa particule, l’atome d’Uranium devient un atome d’une autre espèce, elle-même radioactive et qui va donc se transformer à sont tour en une autre espèce, et ainsi de suite jusqu’à arriver à un atome d’une espèce non radioactive, qui a mettre fin à cette sarabande. Tout cela se termine en général par du plomb.


Nous avons donc affaire à des séries de désintégrations, accompagnées par des séries d’émission de particules énergétiques.


Voyons un peu quelle peut être la descendance d’un atome d’Uranium 235.


( je rappelle que nous ne parlons pas de fission, mais de radioactivité).


Cet élément possède une demi-vie de 738 millions d’années, alors que celle de U238 est de 4,5 Milliards d’années. Depuis l’agrégation de la planète Terre, U235 présent a eu le temps de se désintégrer de nombreuses fois, alors que U238 n’a vécu dans le même temps qu’une demi-vie. C’est pourquoi il y aujourd’hui beaucoup de U238, et si peu de U235.


Le premier descendant de U235, c’est le Thorium ( Th231) qui vient au monde accompagné d’une émission d’une particule alpha.


Th231 est lui aussi radioactif, avec une demi-vie de 25 heures. Il n’attend donc pas des millions d’années pour donner naissance à son successeur, qui est le Palladium, accompagné d’une émission Beta.


Et ainsi de suite, jusqu’à arriver au dernier rejeton de la famille, qui est le Plomb ( Pb206), qui lui a une stabilité…de plomb.


Aujourd’hui on trouve donc dans la nature l’ancêtre U235, mais aussi tous ses descendants dans des proportions diverses selon leurs demi-vies:


Uranium, Thorium, Palladium, Actinium, Radium, Radon, Polonium, Bismuth, Plomb.


Tous ces éléments se désintégrant joyeusement en bombardant leur entourage de flots de particules énergétiques.


On aura reconnu le Radium dans la lignée du U235. Cet élément est donc lui-même radioactif, il peut émettre les trois sortes de particules Alpha, Beta, ou Gamma.


Lorsqu’il émet une particule alpha il se transforme en Radon, que nous connaissons bien par ailleurs.


Le Radon est un cas particulier.


parmi tous les éléments radioactifs qui font partie de la série de désintégration de l’Uranium, il est le seul qui soit gazeux à température ambiante ( Liquéfaction à - 71 °C et ébullition à - 61,7 °C).


Il va donc être facilement inhalé et absorbé au niveau des alvéoles pulmonaires.


Où qu’il soit, le Radon 222 va poursuivre la chaîne des désintégrations pour aboutir à un élément stable le plomb 206:


Radon 222 / Polonium 218 / Plomb 214 / Bismuth 214 / Polonium 214 / Plomb 210 / Bismuth 210 / Polonium 210 / Plomb 206.


Chaque transformation est accompagnée d’émission d’une particule alpha ou Beta.


Chacun des éléments intermédiaires produits a une demi vie très courte, de 164 microsecondes à 3,8 jours, jusqu’au Plomb 210.


Le Radon 222 est donc très fortement radioactif, avec émission de particules alpha et Beta.


Lorsque ces désintégrations se produisent à l’intérieur des alvéoles pulmonaires, les dégâts potentiels sont évidents.


On cite une équivalence de risque avec le tabagisme:


Le séjour permanent dans un environnement contaminé au Radon à un taux de 1000 Bq/m3 serait aussi nocif que la consommation de 1,3 paquet de cigarettes par jour.


C’est un cadeau de l’Uranium naturel, qui n’a rien a voir , faut-il le préciser, avec les centrales nucléaires….



 

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