Catégorie : métal de transition
Numéro atomique : 40
Période : 5 | Groupe : 4
Bloc : d-bloc
Pratiquement transparent aux neutrons, c’est pourquoi il recouvre les barres de combustible de presque tous les réacteurs nucléaires.
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Phase à STP | solide |
| Masse volumique | N/D |
| Point de fusion | 2128,00 K (1854,85 °C) |
| Point d’ébullition | 4682,00 K (4408,85 °C) |
| Capacité thermique | N/D |
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Masse atomique | 91,2240 u |
| Électronégativité (Pauling) | N/D |
| États d’oxydation | +2, +3, +4 |
| Configuration électronique |
| Découvert par | Inconnu |
|---|---|
| Année de découverte | 1789 |
| Nommé d’après | Persan zargun, « couleur or » |
L’élément des gemmes
Martin Heinrich Klaproth a découvert le zirconium en 1789 en analysant des gemmes de zircon. Jöns Jakob Berzelius a été le premier à isoler du métal zirconium impur en 1824, bien que le zirconium pur ait été obtenu pour la première fois en 1925 par le procédé van Arkel-de Boer (procédé à barre cristalline).
| ISOTOPE | Neutrons | Abondance naturelle | Demi-vie | Mode de désintégration |
|---|---|---|---|---|
| Zr-90 | 50 | 51,45 % | Stable | - |
| Zr-91 | 51 | 11,22 % | Stable | - |
| Zr-92 | 52 | 17,15 % | Stable | - |
| Zr-94 | 54 | 17,38 % | Stable | - |
| Zr-96 | 56 | 2,80 % | 2,0 × 10¹⁹ an | - |
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.
Zirconium : le gardien du nucléaire
La résistance exceptionnelle du zirconium à la corrosion et sa faible absorption des neutrons le rendent indispensable aux réacteurs nucléaires, tandis que sa biocompatibilité et sa résistance permettent des implants médicaux avancés et des applications aérospatiales.
Applications dans les réacteurs nucléaires
Le gainage en Zircaloy enferme les pastilles de combustible à base d’uranium dans les réacteurs nucléaires, assurant une résistance à la corrosion dans l’eau à haute température tout en permettant la transmission des neutrons nécessaire au maintien de la fission nucléaire. La faible section efficace d’absorption des neutrons du zirconium le rend idéal pour les composants du cœur des réacteurs, où l’économie des neutrons est essentielle.
Traitement chimique
Les équipements en zirconium traitent des produits chimiques très corrosifs, notamment l’acide chlorhydrique, l’acide sulfurique et les acides organiques, à des températures et concentrations qui détruisent l’acier inoxydable en quelques heures. La fabrication pharmaceutique et la production de produits chimiques fins s’appuient sur l’inertie chimique du zirconium pour les procédés de haute pureté.
Applications aérospatiales
Les alliages de zirconium offrent des rapports résistance/masse exceptionnels pour les composants d’aéronefs fonctionnant dans des environnements corrosifs. Les applications spatiales exploitent la résistance du zirconium à l’oxygène atomique et aux cycles thermiques dans les composants structurels des satellites.
| Croûte terrestre | N/D |
|---|---|
| Univers | N/D |