Présentation
RÉSUMÉ
Les bases de la chimie des actinides en solution aqueuse sont ici présentées. Leur structure électronique leur permet d’adopter plusieurs degrés d’oxydation stables, sous la forme de cations simples et d’ions moléculaires actinyles, offrant des similitudes et des différences avec les lanthanides ou certains métaux de transition. La spéciation des actinides peut être évaluée selon une approche thermodynamique, basée sur les équilibres de formation des espèces. Après quelques rappels, nous nous attachons à présenter les principales réactions chimiques en jeu pour les actinides Th, U, Np, Pu, Am, Cm, en milieux aqueux : oxydo-réduction, hydrolyse, interactions avec des ligands inorganiques, solubilité, sorption sur des surfaces minérales, et enfin interactions avec des ligands organiques.
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Thomas VERCOUTER : Ingénieur-chercheur, expert senior - Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternative (CEA), Saclay, France - avec la contribution de Pierre Vitorge, Directeur de recherche au CEA, à la retraite.
INTRODUCTION
Les actinides sont des éléments du bloc f, comme les lanthanides, et ont une position particulière dans le tableau périodique des éléments établi par Mendeleïev, insérés au niveau de la 3 e colonne et de la 7 e ligne. La série des éléments actinides est composée de 15 éléments, débute avec l’actinium ( Z = 89) et se termine au laurencium ( Z = 103). Ce sont des radioéléments, au sens que tous leurs isotopes sont instables, donc radioactifs. La durée de vie de ces isotopes est donnée par leur période radioactive ou demi-vie, elle varie considérablement d’un isotope à un autre. Des isotopes peu radioactifs de thorium ( 232 Th) et d’uranium ( 238 U et 235 U) existent naturellement puisque leur demi-vie est comparable ou supérieure à l’âge de la Terre, respectivement 14, 4,5, et 0,7 milliards d’années. Ils se désintègrent très lentement, donnant lieu à la formation d’autres isotopes d’actinides. Ces trois chaînes de décroissance radioactive naturelle sont notées par famille 4n ( 232 Th), 4n + 2 ( 238 U) et 4n + 3 ( 235 U) qui correspond au nombre de masse de tous les nucléides de la chaîne. La famille 4n + 1 dont le nucléide père est 237 Np a aujourd’hui disparu car la demi-vie radioactive du 237 Np est d’environ 2,1 millions d’années. En outre, des réactions nucléaires naturelles ont participé à la formation d’isotopes. On trouve naturellement les isotopes 234 U, 230 Th et 231 Pa. Les isotopes artificiels proviennent des bombes nucléaires et des réacteurs nucléaires. Ces derniers produisent surtout les isotopes 237 Np, 239 Pu formés à partir de 238 U, 234 U et 236 U formés à partir de 235 U, ainsi que 238 Pu, 240 Pu, 241 Pu, 242 Pu, 241 Am, ...
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MOTS-CLÉS
chimie en solution | complexation | spéciation | oydoréduction
VERSIONS
Il existe d'autres versions de cet article :
- Version archivée 1 de juil. 1999 par Pierre VITORGE
DOI (DIGITAL OBJECT IDENTIFIER)
Chimie des actinides - Complexes et solides en milieux aqueux
Sources bibliographiques
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