Po · Élément 84 · Métal post-transitionnel
Intensément radioactif : un gramme de polonium-210 émet suffisamment de particules alpha pour briller en bleu et s’auto-échauffer jusqu’à 500 degrés C.
Structure
Il ne s’agit pas d’un diagramme de points sur des anneaux — mais d’un échantillon de Monte-Carlo de la véritable densité de probabilité |ψ|² pour chaque sous-couche occupée. Faites glisser pour faire pivoter. Le bleu et le violet indiquent les signes opposés de la fonction d’onde, ce qui rend la liaison possible.
Valeurs mesurées
Chaque barre indique où se situe le polonium parmi les 118 éléments pour cette propriété.
Sources : masses atomiques standard de l’IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Les valeurs marquées ~ sont prédites plutôt que mesurées.
Même élément, neutrons différents
Tous les atomes de polonium ont le même nombre de protons, 84, et ne diffèrent que par leur nombre de neutrons : ces variantes sont ses isotopes. Aucun n’est stable. L’isotope connu de plus longue durée de vie, Po-209, a 125 neutrons et une demi-vie de 124 ans.
| ISOTOPE | Neutrons | Abondance naturelle | Demi-vie | Mode de désintégration |
|---|---|---|---|---|
| Po-206 | 122 | — | 8,8 j | ε/β⁺ (94,55 %), α (5,45 %) |
| Po-207 | 123 | — | 5,80 h | ε/β⁺ |
| Po-208 | 124 | — | 2,898 ans | α |
| Po-209 la plus longue durée de vie | 125 | — | 124 ans | α |
| Po-210 | 126 | — | 138,376 j | α |
Ici, le raccourci scolaire, masse atomique arrondie (209) moins numéro atomique, donne la même réponse : 125.
Modes de désintégration
Données : IAEA Nuclear Data Section, LiveChart of Nuclides, évaluations des états fondamentaux, consultées le 10 octobre 2026. L’abondance est la part des atomes dans l’élément naturel ; un tiret signifie que l’isotope n’a pas d’abondance naturelle de référence.
Taille, à l’échelle
Rayon de 150 pm — soit 0,15 nm ; il en faudrait donc environ 3,33 millions côte à côte pour couvrir un millimètre.
Plage thermique
Entre 527 K et 1235 K, le polonium est liquide : une plage de 708 K.
Où il se trouve
Dans le tableau, le polonium occupe la période 6, groupe 16. Tous les éléments du groupe 16 possèdent le même nombre d’électrons externes, ce qui explique qu’ils se comportent de manière si similaire.
Autres métaux post-transitionnels
Tous les métaux post-transitionnelsL’histoire
Intensément radioactif : un gramme de polonium-210 émet suffisamment de particules alpha pour briller en bleu et s’auto-échauffer jusqu’à 500 degrés C.
La découverte du polonium est l'une des histoires les plus chargées d'émotion de l'histoire scientifique. En juillet 1898, Marie Skłodowska Curie et son mari Pierre Curie annoncèrent la découverte d'un nouvel élément radioactif ; un second, le radium, suivit en décembre 1898. Le premier, ils le nommèrent « polonium » en l'honneur de la patrie de Marie, la Pologne, qui avait été rayée de la carte par des puissances étrangères.
Ce nom avait une profonde portée politique : la Pologne n'existait pas en tant que nation indépendante en 1898, ayant été partagée entre la Russie, la Prusse et l'Autriche. En donnant à sa découverte le nom de « polonium », Marie fit une déclaration audacieuse sur l'identité et la résistance polonaises, qui résonna dans toute l'Europe.
« Si l'existence de ce nouveau métal se confirme, nous proposons de l'appeler polonium, du nom du pays d'origine de l'un de nous, » écrivirent les Curie dans leur article, faisant de cet élément le premier à être nommé en faveur d'une cause politique.
La découverte commença avec les recherches doctorales de Marie sur les mystérieux « rayons de l'uranium » d'Henri Becquerel — ce que nous appelons aujourd'hui la radioactivité. À l'aide d'un électromètre inventé par Pierre et son frère Jacques Curie, Marie fit une observation stupéfiante : le minerai de pechblende était plus radioactif que l'uranium pur.
Cela semblait impossible. Si l'uranium était la source de la radioactivité, comment le minerai d'uranium pouvait-il être plus radioactif que l'uranium pur ? Marie émit l'hypothèse que la pechblende devait contenir des éléments radioactifs inconnus, plus puissants que l'uranium lui-même.
Travaillant dans un hangar glacial et plein de fuites, les Curie entreprirent la tâche herculéenne de traiter des tonnes de résidus de pechblende provenant de mines autrichiennes. Ils remuaient d'immenses cuves de minerai bouillant avec des tiges de fer, travaillant souvent 14 heures par jour dans des conditions qui horrifieraient les inspecteurs modernes de la sécurité.
La méthode des Curie était d'une simplicité brillante, mais exigeait un travail d'une pénibilité extrême. Ils dissolvaient la pechblende dans un acide, puis utilisaient la cristallisation fractionnée pour séparer les composés. Ils testaient chaque fraction pour mesurer sa radioactivité, suivant les fractions « chaudes » comme des limiers sur une piste.
En juillet 1898, ils avaient isolé une fraction semblable au bismuth, 400 fois plus radioactive que l'uranium. Demarçay ne put trouver aucune nouvelle raie spectrale ; l'annonce reposait uniquement sur la radioactivité. Ils avaient trouvé le polonium, bien qu'ils n'en eussent isolé qu'un dix-millième de gramme.
L'article annonçant la découverte, signé par Pierre et Marie Curie, parut dans les Comptes Rendus en juillet 1898. Sa conclusion était prudente : « Nous croyons donc que la substance que nous avons retirée de la pechblende contient un métal non encore signalé, voisin du bismuth par ses propriétés analytiques. »
La communauté scientifique était sceptique. Dmitri Mendeleïev lui-même se demandait s'il s'agissait réellement de nouveaux éléments ou simplement de formes radioactives de substances connues. Les Curie devaient isoler des échantillons purs et déterminer les masses atomiques afin de prouver définitivement leurs découvertes.
Cela entraîna des années de travail exténuant. Marie traita littéralement des tonnes de résidus de pechblende, obtenant finalement quelques dixièmes de gramme de chlorure de radium en 1902. Le polonium se révéla encore plus insaisissable en raison de sa désintégration radioactive : ils faisaient littéralement une course contre le temps tandis que leurs échantillons disparaissaient.
Willy Marckwald en isola environ 3 milligrammes en 1902 sous le nom de radio-tellure, et en 1905 il fut démontré qu'il s'agissait du polonium. La réalité de l'élément était établie, bien que sa rareté et sa radioactivité rendissent son étude détaillée presque impossible.
La découverte du polonium eut un terrible coût personnel. Marie et Pierre présentèrent tous deux des signes de maladie des rayonnements — fatigue, mains douloureuses, anémie. La santé de Pierre se dégrada rapidement, et il parlait de la « matière rayonnante » comme d'une chose à la fois belle et dangereuse.
Tragiquement, Pierre mourut dans un accident de la circulation en 1906, au moment même où leurs découvertes commençaient à être reconnues dans le monde entier. Marie poursuivit seule leurs recherches, devenant finalement la première femme à recevoir un prix Nobel, puis la première personne à recevoir des prix Nobel dans deux sciences différentes (physique 1903, chimie 1911).
Les carnets de laboratoire de Marie datant de cette période restent radioactifs à ce jour et sont conservés dans des boîtes doublées de plomb à la Bibliothèque Nationale de Paris. Ils resteront dangereux pendant encore 1 500 ans — un témoignage permanent de la puissance des éléments qu'elle a découverts.
Le nom du polonium eut un profond impact politique. Lorsque la Pologne recouvra son indépendance en 1918, Marie Curie fut saluée comme une héroïne nationale. Le nom de l'élément avait maintenu vivante l'idée de la Pologne pendant sa plus sombre période d'occupation étrangère.
Marie fit plusieurs voyages dans la Pologne nouvellement indépendante, contribuant à la création de l'Institut du Radium à Varsovie et introduisant la recherche sur la radioactivité dans sa patrie. Elle soutint toujours que la science devait servir l'humanité sans tenir compte des frontières, mais le nom du polonium garantissait que son patriotisme ne serait jamais oublié.
La découverte établit également le curie comme unité de radioactivité, immortalisant Marie et Pierre dans le langage même de la science.
Tragiquement, le polonium acquit plus tard une sinistre réputation en tant qu'arme d'assassinat. L'empoisonnement d'Alexander Litvinenko à Londres en 2006 attira l'attention du monde entier sur cet élément méconnu, montrant comment la magnifique découverte de Marie Curie pouvait être pervertie à des fins maléfiques.
Cette tragédie moderne rappelle que les découvertes scientifiques sont moralement neutres : leur impact dépend entièrement de la manière dont l'humanité choisit de les utiliser. Marie Curie a découvert le polonium pour faire progresser les connaissances humaines ; son utilisation abusive ultérieure l'aurait horrifiée.
La découverte du polonium a inauguré l'ère atomique et transformé notre compréhension de la matière elle-même. Les travaux de Marie ont établi que la radioactivité était une propriété atomique, et non moléculaire, menant directement à la théorie atomique moderne et à la physique nucléaire.
Aujourd'hui, le polonium continue de contribuer aux connaissances scientifiques grâce aux missions spatiales, à la recherche nucléaire et aux applications médicales, toujours avec la grande prudence que les souffrances de Marie et Pierre nous ont appris à considérer comme nécessaire.
Applications
Les générateurs thermoélectriques à radioisotope (RTG) de quelques-uns des premiers engins spatiaux utilisaient le polonium-210 comme source de chaleur pour convertir l’énergie thermique en électricité. Des sources de chaleur au polonium-210 ont volé sur les satellites soviétiques Kosmos 84 et 90 (1965) et sur les rovers lunaires Lunokhod, tandis que les RTG lancés par la NASA utilisaient du plutonium-238.
Les systèmes de chauffage des engins spatiaux utilisaient la désintégration alpha du polonium pour fournir une chaleur fiable et maintenir la température des instruments dans le froid intense de l’espace. Sa demi-vie de 138 jours convenait à des missions de plusieurs mois plutôt que de plusieurs années.
Les sources de neutrons combinant du polonium-210 et du béryllium produisent des neutrons pour l’instrumentation des engins spatiaux et l’analyse planétaire. Ces sources compactes permettent la télédétection de la composition du sous-sol d’autres planètes.
Les missions spatiales sont passées au plutonium-238 en raison de sa demi-vie plus longue et de ses meilleures caractéristiques de sécurité, et aucune mission actuelle n’utilise de sources de chaleur au polonium.
Les sources de particules alpha utilisées en recherche physique reposent sur l’émission alpha pure du polonium-210. Les chercheurs utilisent ces sources pour étudier les interactions des particules alpha, étalonner les détecteurs de rayonnement et analyser les processus nucléaires.
La suppression de l’électricité statique dans les instruments scientifiques sensibles utilise de très petites quantités de polonium-210 pour neutraliser les charges statiques susceptibles d’interférer avec les mesures de précision. Cette application nécessite des quantités extrêmement faibles et un confinement strict.
L’analyse par activation neutronique utilise des sources de neutrons au polonium-béryllium pour identifier les éléments à l’état de traces dans les échantillons. Cette technique est précieuse pour la datation archéologique, l’analyse criminalistique et la caractérisation des matériaux.
La recherche radiochimique utilise les isotopes du polonium pour étudier la chimie des éléments lourds et la physique nucléaire. Le polonium sert de modèle pour comprendre le comportement d’autres éléments lourds radioactifs.
Les dispositifs antistatiques utilisés dans les environnements de fabrication spécialisés emploient des sources de polonium-210 pour éliminer l’électricité statique susceptible d’endommager les composants électroniques sensibles ou de provoquer des incendies dans des atmosphères inflammables.
Les jauges d’épaisseur utilisent des sources alpha de polonium pour mesurer l’épaisseur de matériaux minces comme le papier, les films plastiques ou les feuilles métalliques. Le taux d’absorption des particules alpha indique l’épaisseur du matériau avec une grande précision.
L’industrie photographique a historiquement utilisé des sources de polonium-210 pour neutraliser les charges statiques sur les films pendant leur traitement, bien que cette application ait été largement remplacée par des solutions plus sûres.
La recherche nucléaire étudie aussi le polonium, car le polonium-210 s’accumule dans les réacteurs refroidis au plomb-bismuth, où il constitue un danger radiologique.
La recherche sur le cancer étudie les effets biologiques du polonium afin de mieux comprendre les mécanismes du cancer radio-induit. Ces recherches contribuent à mettre au point des traitements contre l’exposition aux rayonnements et à améliorer les protocoles de sécurité radiologique.
La recherche sur la thérapie alpha ciblée explore l’utilisation de produits radiopharmaceutiques à base de polonium pour délivrer directement des particules alpha de haute énergie aux cellules cancéreuses, ce qui pourrait permettre un traitement plus efficace avec moins d’effets secondaires que la radiothérapie conventionnelle.
Les études de traçage biologique utilisent de très petites quantités d’isotopes du polonium pour suivre les processus biologiques et comprendre comment les matières radioactives se déplacent dans les systèmes vivants.
Remarque : les applications médicales restent largement expérimentales en raison de la forte toxicité et de la demi-vie courte du polonium.
La recherche sur les armes nucléaires a historiquement utilisé le polonium comme initiateur de neutrons, fournissant la bouffée initiale de neutrons nécessaire pour déclencher la fission nucléaire. Les armes modernes utilisent des solutions plus sûres, mais le polonium reste important à des fins de recherche.
Les systèmes de détection utilisent des sources de polonium pour tester et étalonner les équipements de détection des rayonnements employés pour la sécurité nucléaire et la vérification des traités.
Les applications criminalistiques exploitent la signature particulière du polonium pour retracer les sources de contamination radioactive et enquêter sur les incidents nucléaires.
Toutes les applications militaires sont hautement classifiées et soumises à des traités internationaux et à des garanties strictes.
Les électrodes à balai des équipements industriels utilisent depuis longtemps le polonium pour éliminer les charges statiques.
Des brosses et ioniseurs antistatiques équipés de sources scellées de polonium-210 (jusqu’à 500 microcuries) sont toujours vendus ou loués aux États-Unis sous licence générale, pour la photographie, les laboratoires et l’industrie.
Les éliminateurs d’électricité statique à polonium-210 scellé restent sa principale utilisation commerciale ; les autres usages se limitent à la recherche.
Toutes les applications du polonium nécessitent des mesures de sécurité strictes et sont limitées à des installations spécialisées disposant de capacités appropriées de confinement, de surveillance et d’élimination. La forte radiotoxicité de l’élément signifie que même des quantités microscopiques peuvent être mortelles.
Le polonium n’a pratiquement AUCUNE utilisation courante accessible au grand public en raison de sa radioactivité intense et de sa toxicité. Toutes les applications sont limitées à des installations de recherche spécialisées, spatiales et militaires.
Quelques-uns des premiers engins spatiaux utilisaient le polonium-210 comme source de chaleur ou d’énergie. Les rovers lunaires soviétiques Lunokhod 1 et 2 (1970, 1973) utilisaient des sources de chaleur au polonium-210 pour maintenir leurs instruments au chaud ; les stations ALSEP d’Apollo fonctionnaient avec des générateurs SNAP-27 au plutonium-238.
Cependant, ces applications sont :
Les laboratoires universitaires et gouvernementaux utilisent de très petites quantités de polonium-210 pour :
Ces utilisations nécessitent :
Des sources scellées de polonium ont été utilisées dans :
Des éliminateurs d’électricité statique à polonium-210 scellé sont encore loués et vendus aujourd’hui, bien que de nombreuses applications soient passées à d’autres types d’ioniseurs. Tout équipement ancien contenant des sources de polonium nécessite une élimination professionnelle en tant que matière dangereuse.
La fumée de cigarette contient du polonium-210, car les plants de tabac absorbent cet élément présent dans le sol et les engrais. Il ne s’agissait pas d’une utilisation intentionnelle, mais cela représente la principale source d’exposition au polonium pour le grand public :
Tout le monde est exposé à de très petites quantités de polonium provenant de :
Ces sources naturelles entraînent des niveaux d’exposition extrêmement faibles : des millions de fois inférieurs aux quantités dangereuses.
Le polonium n’est PAS accessible au public et ne doit jamais être manipulé en dehors d’installations autorisées. Si vous suspectez une contamination au polonium :
L’empoisonnement d’Alexander Litvinenko en 2006 a démontré le grave danger que représente le polonium et les raisons pour lesquelles il demeure l’une des substances les plus réglementées sur Terre.
D’où il vient
2,00e-10 mg/kg de la croûte terrestre · plus abondant que 27 % des éléments
Le polonium n’est pas présent naturellement en tant qu’élément primordial, mais il est produit en permanence par la désintégration radioactive de l’uranium-238. Dans la série de désintégration de l’uranium, le radon-222 se désintègre pour produire plusieurs isotopes du polonium, principalement le polonium-218, le polonium-214 et le polonium-210.
La séquence de désintégration se déroule ainsi : Uranium-238 → … → Radon-222 → Polonium-218 → Plomb-214 → Bismuth-214 → Polonium-214 → Plomb-210 → Bismuth-210 → Polonium-210 → Plomb-206 (stable)
Cela signifie que du polonium est créé en continu partout où l’uranium-238 est présent, mais qu’il se désintègre également en continu en raison de ses courtes demi-vies. La concentration atteint un équilibre séculaire lorsque la production équilibre la désintégration.
Le polonium-210 est l’isotope naturel à la plus longue durée de vie et le mieux étudié, avec une demi-vie de 138,4 jours ; les isotopes artificiels polonium-209 (124 ans) et polonium-208 (2,9 ans) vivent plus longtemps. Les autres isotopes naturels du polonium ont des demi-vies beaucoup plus courtes, allant de quelques microsecondes à quelques minutes.
L’abondance du polonium dans la croûte terrestre est très faible : environ 2 × 10⁻¹⁰ mg par kg, soit une fraction de partie par billiard. Cela en fait l’un des éléments naturels les plus rares, présent uniquement à l’état de traces proportionnelles à la teneur en uranium.
Les minéraux uranifères contiennent les plus fortes concentrations naturelles de polonium, notamment :
Même dans les minerais d’uranium riches, les concentrations de polonium ne sont que d’environ 0,1 milligramme par tonne (environ 0,1 partie par milliard), ce qui rend son extraction extrêmement difficile et coûteuse.
L’eau de mer contient généralement environ 1 à 5 millibecquerels de polonium-210 par litre (quelques milliardièmes de partie par billion en masse), produit par la désintégration du plomb-210 dissous et par les dépôts atmosphériques. Malgré ces concentrations très faibles, les organismes marins peuvent concentrer le polonium dans leurs tissus.
La bioconcentration dans la chaîne alimentaire marine se produit parce que le polonium se comporte chimiquement de manière similaire au soufre et s’intègre aux molécules biologiques. Certains animaux marins présentent des concentrations de polonium des centaines à des milliers de fois supérieures à celles de l’eau de mer, notamment :
Les eaux douces contiennent généralement des teneurs en polonium encore plus faibles que l’eau de mer, bien que les concentrations puissent être plus élevées à proximité des zones d’extraction de l’uranium ou dans les régions où les eaux souterraines présentent une forte teneur naturelle en uranium.
Le gaz radon présent dans les bâtiments constitue la principale source d’exposition humaine au polonium. Le radon-222 issu de la désintégration de l’uranium dans le sol et les matériaux de construction s’infiltre dans les espaces clos, où il se désintègre pour produire des isotopes du polonium qui se fixent aux particules de poussière.
Les concentrations intérieures peuvent être 10-100 fois supérieures à celles de l’air extérieur en raison de l’accumulation dans les espaces mal ventilés. Le polonium-218 et le polonium-214 issus de la désintégration du radon contribuent fortement à l’exposition aux rayonnements à l’intérieur.
Les matériaux de construction contenant des composés naturels de l’uranium (béton, brique, pierre) produisent en continu de petites quantités de radon, puis de polonium. Les matériaux à base de phosphate, comme certaines céramiques, peuvent présenter des teneurs légèrement élevées.
Fumer à l’intérieur augmente considérablement les concentrations de polonium, car la fumée de tabac contient du polonium-210 qui se dépose sur les surfaces et se remet en suspension dans la poussière.
Le tabac des cigarettes représente l’une des sources naturelles de polonium-210 les plus concentrées auxquelles les êtres humains peuvent être exposés. Les plants de tabac absorbent le polonium présent dans le sol et les engrais phosphatés, avec des concentrations généralement comprises entre 10-50 millibecquerels par gramme de tabac.
Les engrais phosphatés utilisés pour la culture du tabac contiennent des traces d’uranium qui se désintègre pour produire du polonium. Le polonium s’intègre aux tissus végétaux et se concentre dans les feuilles utilisées pour la fabrication des cigarettes.
La fumée de cigarette introduit directement le polonium-210 dans les poumons des fumeurs, où les particules alpha peuvent causer des lésions importantes des tissus. Un fumeur consommant un paquet par jour reçoit une dose annuelle de rayonnement estimée à 160 mSv dans de petites zones du tissu pulmonaire, une dose localisée ; pour le corps entier, le rapport 160 du NCRP estime la dose efficace d’un fumeur d’un paquet par jour à environ 0,36 mSv par an.
Pour les fumeurs, cette exposition liée au tabac, bien que d’origine naturelle, constitue une source majeure de rayonnement, dépassant les expositions dues aux essais d’armes nucléaires ou au fonctionnement des centrales électriques.
Les opérations d’extraction de l’uranium rencontrent du polonium comme sous-produit du traitement du minerai. Les résidus miniers et les résidus de traitement contiennent des concentrations à l’équilibre d’isotopes du polonium qui nécessitent une gestion rigoureuse en tant que déchets radioactifs.
L’extraction de phosphates pour la production d’engrais rencontre également du polonium, car la roche phosphatée contient souvent des traces d’uranium. Les usines de traitement doivent surveiller la contamination radioactive et éliminer correctement les déchets contenant du polonium.
La combustion du charbon libère des traces de polonium dans l’atmosphère, car le charbon contient de petites quantités d’uranium et de ses produits de désintégration. Bien que les concentrations soient faibles, l’ampleur de la combustion du charbon en fait une source mesurable de polonium dans l’environnement.
La production industrielle de polonium-210 s’effectue par bombardement neutronique du bismuth-209 dans des réacteurs nucléaires. Cette production artificielle fournit les minuscules quantités nécessaires à la recherche et à des applications spécialisées, car l’extraction naturelle serait d’un coût prohibitif.
Le polonium-210 atmosphérique provient du radon-222 qui s’échappe du sol et se désintègre dans l’air ; il retombe à la surface avec la pluie et la poussière.
Les essais d’armes nucléaires réalisés au milieu du XXe siècle ont libéré des isotopes artificiels du polonium dans l’atmosphère. Bien que cette contamination ait en grande partie disparu par désintégration, elle a contribué à la répartition mondiale du polonium pendant plusieurs décennies.
Des accidents nucléaires comme celui de Tchernobyl ont libéré certains isotopes du polonium, bien que la majeure partie de la contamination environnementale provienne d’autres radionucléides à demi-vies plus longues.
Manipulation
Le polonium est radioactif. Il ne possède aucun isotope stable : chaque noyau se désintègre. Sa manipulation exige un blindage et des autorisations appropriés.
Le polonium-210 est l’une des substances les plus toxiques connues de la science. Même des quantités microscopiques peuvent entraîner la mort en quelques semaines.
Émission de particules alpha : Le Po-210 émet des particules alpha de haute énergie (5,3 MeV) avec une intensité élevée. Un gramme de Po-210 produit environ 1,66 × 10¹⁴ particules alpha par seconde, délivrant des doses massives de rayonnement aux tissus voisins.
Contamination interne : Les particules alpha ne peuvent pas pénétrer la peau, mais elles sont extrêmement dangereuses lorsqu’elles sont inhalées, ingérées ou absorbées par des plaies. Une fois à l’intérieur du corps, elles provoquent de graves lésions tissulaires au niveau cellulaire.
Dose mortelle : L’ingestion d’environ 1 à 3 GBq de Po-210, soit environ 6 à 18 microgrammes , serait mortelle en un mois selon les estimations. Il s’agit d’une quantité à peine visible à l’œil nu - plus petite qu’un grain de sel.
Intensité du rayonnement : À masse égale, le Po-210 est environ 4 500 fois plus radioactif que le radium-226. Un milligramme émet autant de particules alpha par seconde qu’environ 4,5 grammes de radium, ce qui en fait l’un des matériaux présentant la plus forte densité radioactive possible.
Syndrome d’irradiation aiguë : Une exposition à forte dose entraîne l’apparition rapide de nausées, de vomissements, de diarrhées, d’une chute des cheveux et d’un effondrement du système immunitaire en quelques jours à quelques semaines.
Défaillance multiviscérale : Le polonium cible simultanément plusieurs systèmes organiques :
Risque de cancer : Même les expositions non mortelles augmentent considérablement le risque de cancer, en particulier le cancer du poumon après inhalation. Il n’existe aucun niveau d’exposition sûr.
Lésions génétiques : Les particules alpha causent de graves lésions de l’ADN, entraînant des mutations et de possibles effets héréditaires.
Détection des rayonnements alpha : Le polonium-210 n’émet pratiquement que des particules alpha, qui ne peuvent pas traverser les vêtements ni la couche externe de la peau. Les radiamètres munis d’une sonde alpha peuvent détecter le polonium sur les surfaces, mais le polonium présent dans l’organisme ne peut pas être détecté avec les instruments de contrôle courants et reste difficile à mesurer même par anthroporadiamétrie ; une incorporation est donc confirmée par l’analyse des urines ou des selles dans des laboratoires spécialisés.
Absence de symptômes immédiats : Contrairement aux poisons chimiques, les symptômes de l’irradiation apparaissent des heures à des jours après l’exposition, ce qui complique le traitement immédiat.
Équipement spécialisé nécessaire : La détection nécessite des instruments sensibles aux particules alpha, comme des détecteurs à scintillation au ZnS ou des équipements spécialisés d’échantillonnage de l’air.
Diagnostic médical : L’empoisonnement au polonium peut être confirmé par l’analyse de l’urine et des selles, mais celle-ci nécessite des laboratoires de radiochimie spécialisés.
Confinement complet requis : Tout travail doit être effectué dans des boîtes à gants dotées d’une filtration HEPA et de systèmes de confinement en pression négative.
Protection individuelle : Des appareils respiratoires à adduction d’air couvrant entièrement le visage, plusieurs couches de vêtements de protection et une surveillance constante du rayonnement sont obligatoires.
Interdiction de manger, boire et fumer : Ces activités sont interdites dans toute zone où du polonium pourrait être présent. Même une contamination microscopique peut être mortelle.
Surveillance continue : Surveillance en temps réel des rayonnements alpha et analyses régulières par dosimétrie biologique pour tous les travailleurs.
Procédures d’urgence : Protocoles de décontamination immédiate et accès rapide à des établissements de traitement médical spécialisés.
Chélation : Les recommandations américaines pour les urgences radiologiques désignent le dimercaprol (BAL) comme agent chélateur de choix pour le polonium, avec le succimer comme alternative.
Soins de soutien : Le traitement vise à maîtriser les symptômes et à soutenir le fonctionnement des organes tandis que la décroissance radioactive réduit le terme source.
Situation critique en termes de temps : La décontamination doit avoir lieu dans les minutes ou les heures suivant l’exposition pour être efficace. Un traitement retardé est largement inefficace.
Limites du traitement : Le DTPA, utilisé pour le plutonium, l’américium et le curium, ne figure pas parmi les traitements recommandés pour le polonium, et les soins de soutien restent essentiels.
Pronostic : La survie dépend de la quantité exposée et du délai avant le traitement. Les expositions à forte dose sont presque invariablement mortelles en quelques semaines à quelques mois.
Contamination persistante : La demi-vie de 138 jours du polonium-210 signifie que les zones contaminées restent dangereuses pendant plusieurs années (10 demi-vies = 3,8 ans pour une décroissance de 99,9 %).
Bioaccumulation : Le polonium se concentre dans les tissus biologiques, en particulier le foie, les reins et la rate, entraînant une contamination interne par les chaînes alimentaires.
Dispersion atmosphérique : Le polonium peut former des aérosols qui propagent la contamination sur de vastes zones. La filtration de l’air intérieur est essentielle dans les zones contaminées.
Décontamination : Elle nécessite des techniques spécialisées et génère des déchets radioactifs qui doivent être gérés selon les règles de radioprotection, bien que leur activité soit divisée par mille en moins de quatre ans.
Matière hautement réglementée : Réglementé comme matière dérivée (byproduct material), et non comme matière nucléaire spéciale : sa production et son utilisation sont soumises à autorisation, et de petites sources scellées dans des dispositifs antistatiques sont vendues sous licence générale.
Contrôle : Les autorités nationales délivrent les autorisations de production et d’utilisation du polonium-210 ; le polonium n’est pas une matière nucléaire au sens du Statut de l’AIEA, qui couvre l’uranium, le thorium et le plutonium.
Sanctions pénales : La possession, le transfert ou l’utilisation non autorisés sont passibles de lourdes sanctions pénales dans la plupart des juridictions.
Préoccupations de sécurité : Son utilisation potentielle comme arme radiologique fait du polonium une matière hautement prioritaire pour les agences de sécurité nucléaire.
Ne manipulez jamais de matières suspectes : Si vous suspectez une contamination au polonium, évacuez immédiatement la zone et contactez les services d’urgence.
Signalez les relevés de rayonnement inhabituels : Tout rayonnement alpha inexpliqué doit être signalé immédiatement aux autorités de sûreté nucléaire.
Consultez immédiatement un médecin : Si une exposition est suspectée, rendez-vous immédiatement au service des urgences de l’hôpital important le plus proche et informez-le d’une possible contamination radioactive.
Pour aller plus loin
Réponses rapides
Le polonium (symbole Po) est l’élément 84 du tableau périodique, un métal post-transitionnel de la période 6, groupe 16. Intensément radioactif : un gramme de polonium-210 émet suffisamment de particules alpha pour briller en bleu et s’auto-échauffer jusqu’à 500 degrés C. À température ambiante, c’est un solide et il est radioactif.
[Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁴ ; elle comporte 6 couches occupées, avec la répartition 2, 8, 18, 32, 18, 6. Sa couche externe contient 6 électrons, ce qui détermine son comportement en matière de liaisons.Le polonium fond à 527 K (253,9 °C) et bout à 1235 K (961,9 °C).
Le polonium n’a aucun isotope stable ; il n’a donc pas de masse atomique standard. La valeur indiquée, 209, est le nombre de masse de son isotope connu ayant la plus longue durée de vie.
Le polonium ne possède aucun isotope stable. Son isotope connu de plus longue durée de vie, Po-209, a 125 neutrons (nombre de masse 209 moins numéro atomique 84) et une demi-vie de 124 ans. Le raccourci scolaire, masse atomique arrondie (209) moins numéro atomique, donne le même résultat : 125.
La masse volumique du polonium est de 9,196 g/cm³. L’eau a une masse volumique de 1,0 g/cm³ ; un bloc de polonium est donc environ 9,2× plus lourd.
L’électronégativité du polonium sur l’échelle de Pauling est de 2. L’échelle va de 0,70 (le francium, qui attire le moins les électrons) à 3,98 (le fluor, qui les attire le plus). Les valeurs de cette plage intermédiaire tendent à former des liaisons covalentes plutôt que des liaisons fortement ioniques.
La découverte du polonium remonte à 1898 ; on la doit à Marie & Pierre Curie. Origine du nom : la Pologne, patrie de Marie Curie.
Le polonium constitue environ 2,00e-10 mg/kg de la croûte terrestre — véritablement rare, ce qui explique son prix élevé.
Oui. Le polonium ne possède aucun isotope stable — chacun de ses noyaux se désintègre. De faibles quantités sont présentes naturellement comme produits de désintégration d’éléments plus lourds.