Chaque élément possède un numéro atomique unique. Ce numéro atomique correspond au nombre de protons présents dans le noyau. Les isotopes ont le même nombre de protons, ce qui signifie qu'il s'agit du même élément, mais un nombre différent de neutrons. Le carbone, par exemple, possède trois isotopes : le carbone 12, le carbone 13 et le carbone 14. Chacun d'eux possède six protons, mais respectivement six, sept et huit neutrons. Les isotopes, en tant que phénomènes relativement simples, présentent parfois des propriétés remarquables.
10. Le tellure-128 a une demi-vie incroyablement longue.
Le tellure est l'élément numéro 52 du tableau périodique et c'est un métalloïde argenté. Il est également légèrement toxique, alors évitez de jouer avec. Il possède huit isotopes, et l'un d'eux, le tellure-128, a même sa propre étiquette. Record du monde Guinness du fait de sa demi-vie incroyablement longue.
Ce nombre a été calculé comme suit : 2,2 x (10 puissance 24) ans. Il s’agit d’un nombre obscur pour la plupart d’entre nous, vous pouvez donc l’exprimer d’une autre manière. 160 billions de fois Sa durée de vie est supérieure à l'âge de l'univers lui-même. L'univers a près de 14 milliards d'années ; la demi-vie du tellure-128 est donc ce qui se rapproche le plus de l'éternité dans la nature.
9. La désintégration des isotopes de l'astate en un clin d'œil
À l'opposé du tellure, l'astate a une demi-vie très courte. Classé 85e dans le tableau périodique, c'est aussi le plus élément rare sur Terre : À tout moment, il n'y a qu'environ 25 grammes présents sur la planète. Pourquoi une telle rareté ? Encore une fois, à cause de leur demi-vie.
L'isotope d'astate ayant la plus longue durée de vie est l'astate-210, avec une demi-vie de 8,1 heures. Il existe 32 isotopes d'astate, et aucun n'est stable. L'isotope ayant la plus courte durée de vie est l'astate-213, avec une demi-vie de… 125 nanosecondes . On a également dit que la radioactivité de l'astate est si forte qu'elle s'autodétruit.
Tous les isotopes sont radioactifs et peuvent être synthétisés à partir du bismuth en laboratoire. Ils sont parfois utilisés comme traceurs radioactifs, mais à part cela, leurs applications scientifiques sont limitées.
8. L'or possède 41 isotopes, mais un seul d'entre eux est stable.
L'or est un élément bien connu, et la plupart d'entre nous serions ravis d'en trouver à l'état sauvage. Il est très précieux et, contrairement à de nombreux autres métaux, il ne se corrode pas. Ce qui est moins connu, c'est qu'il existe en réalité 41 isotopes connus de ce métal. Celui que nous connaissons et convoitons est l'or-197, et c'est le seul. isotope stable, qui est présent dans l'or. Les 40 autres sont radioactifs.
Il est intéressant de noter que l'or-197 stable d'un point de vue observationnel . Cela signifie que la science prévoit sa radioactivité, mais les observations ne confirment pas cette hypothèse. Par conséquent, même si vous vous attendez à ce qu'il soit radioactif, il ne l'est pas. Globalement, cela a été bénéfique pour la quasi-totalité des économies à travers l'histoire.
7. Le germanium-72 subit une transition de phase inhabituelle
Le germanium est le 32e élément du tableau périodique et un métalloïde, à la frontière entre métal et non-métal. Il est composé de cinq isotopes stables, dont le germanium-76, le plus stable, avec une demi-vie d'environ 130 milliards de fois l'âge de l'univers. Cependant, ce n'est pas l'isotope le plus intéressant. En effet, c'est l'isotope 72 du germanium qui présente un comportement très particulier lorsqu'il est chauffé.
Nous savons que certaines choses se produisent au niveau des atomes lorsqu'on chauffe une substance. Comme pour l'eau, la chaleur excite les atomes et accélère leur mouvement. Mais que se passe-t-il à l'intérieur même des atomes ? Germanium-72 Cela prouve que ce n'est pas aussi évident qu'on le pense.
Le germanium possède 32 protons et 72,40 neutrons. Ces protons forment des paires stables qui s'affaiblissent lorsque l'atome chauffe. Ceci est cohérent avec notre exemple de l'eau. Le problème est qu'à un certain point, un phénomène inhabituel se produit. Lorsque la température devient suffisamment élevée, les liaisons entre les paires de protons se rompent. redevient plus fort . Ce phénomène s'explique par une transition de phase. Une stabilisation se produit au début de la transition, avant de s'affaiblir à nouveau lorsque la température continue d'augmenter.
6. Du fer-60 a été trouvé dans la neige antarctique.
Tout le monde connaît le fer, l'un des éléments les plus abondants au monde, si important qu'un siècle entier porte son nom. Sans fer, tous nos aimants tomberaient par terre, sans parler de notre incapacité à fabriquer la quasi-totalité des objets métalliques que nous utilisons. Selon les estimations , dans le monde il y en a environ 800 milliards de tonnes Du minerai de fer non raffiné contenant 230 milliards de tonnes de fer, il nous reste donc du travail à faire.
Il existe quatre isotopes stables du fer et 24 isotopes radioactifs. L'un d'eux, le fer-60, est le plus stable, avec une demi-vie d'environ 2,6 millions d'années. De plus, il ne se trouve pas n'importe où. Si vous souhaitez obtenir du fer-60, vous devrez le rechercher activement, car il est créé lors d'explosions stellaires : les supernovae. Lorsqu'une étoile explose, le fer-60 est éjecté dans l'univers, et de petites quantités retombent parfois sur Terre. On en a même détecté dans… neiges antarctiques . À partir de 500 kilogrammes de neige pure prélevés pour l'échantillon, des scientifiques ont découvert cinq atomes de fer-60. Cet isotope a été détecté pour la première fois sur Terre il y a seulement 23 ans, dans des sédiments de sols marins profonds.
5. Du plutonium-244 a été trouvé au fond de l'océan.
Tout comme le fer-60, le plutonium-244 n'est pas un isotope qui apparaît par hasard. Contrairement au fer, il n'existe aucun isotope du plutonium dangereux à proximité. Il en existe 20, tous radioactifs, mais le plutonium-244 est le plus stable.
Des traces de plutonium-244 ont été trouvées sur fond océanique en 2021, et on pense qu'il a parcouru une longue distance pour arriver jusqu'ici. Le plutonium-244 est produit dans des conditions assez complexes. Dans ce cas précis, le plutonium s'est formé pendant collision de deux étoiles , ce qui a provoqué une puissante explosion. Il se forme probablement aussi dans les supernovae, en même temps que le fer-60.
Le plutonium-244 n'est pas un isotope que l'on peut facilement produire sur Terre. Les réacteurs nucléaires produisent divers isotopes, mais lorsque le plutonium-242 se désintègre en 243, sa demi-vie n'est que de quelques heures et il ne peut pas se désintégrer en 244. On a émis l'hypothèse qu'une explosion d'arme nucléaire pourrait potentiellement produire du 244, mais cela reste purement théorique et n'a jamais été observé.
4. Le magnésium-18 se décompose pour former
On sait que l'astate a une demi-vie très courte, mais les scientifiques ont créé un isotope du magnésium tellement instable qu'il est pratiquement impossible à observer. Normalement, le magnésium possède trois isotopes stables et 19 instables.
Parmi les éléments instables, le magnésium-18 et le magnésium-19 sont particulièrement intéressants en raison de leur durée de vie incroyablement courte. Le magnésium-19 a une demi-vie de 10⁻¹⁹ cm⁻¹. 5 picosecondes . Cela représente cinq billionièmes de seconde. Si cela vous paraît très court, et ça l'est, préparez-vous à découvrir le magnésium-18.
Le magnésium-18 n'a pas été mesuré de manière adéquate car sa durée de vie est d'environ une sextillionième de seconde . Il se désintègre si rapidement que les électrons n'ont même pas le temps de s'organiser pour former un véritable atome. Il ne reste qu'un noyau, qui se désintègre ensuite. De ce fait, les scientifiques ne peuvent pas l'étudier directement, mais seulement observer son évolution durant sa brève existence.
3. Il n'existe que 500 g de prométhium naturel dans le monde.
Le prométhium est un élément exceptionnellement rare, dépourvu d'isotopes stables, mais possédant 38 isotopes instables. Il émet des rayons X et sa rareté est stupéfiante. À l'heure actuelle, on ne trouve que 100 % du prométhium présent sur toute la planète. environ une livre Le prométhium est naturel. Cependant, on peut aussi le produire en laboratoire en bombardant de l'uranium-235 et du néodyme-147 avec des neutrons.
En 1902, un chimiste tchèque nommé Bohuslav Braun suggéra que le prométhium devait exister, ainsi que six autres éléments non encore découverts. Son intuition fut confirmée quelques années plus tard par Henry Moseley, qui confirma l'existence d'un élément intermédiaire entre le néodyme et le samarium dans le tableau périodique. atomique pesant 61. Il a fallu encore 20 ans de recherche avant de déterminer que quel que soit l'élément 61, il n'aurait pas d'isotopes stables.
Après des années de recherche, le prométhium a finalement été découvert non pas dans la nature, mais en laboratoire, lorsque les scientifiques ont réalisé qu'ils pouvaient créer des éléments et leurs isotopes.
On pourrait s'attendre à ce qu'une substance aussi rare et radioactive ait des applications mondiales importantes, mais ce serait une erreur. Elle est principalement utilisée pour des applications telles que la peinture luminescente et les batteries nucléaires.
2. Le strontium-90 est métabolisé par votre organisme de la même manière que le calcium.
Le strontium est un métal alcalino-terreux, occupant la 38e place du tableau périodique. Il possède quatre isotopes stables naturels et 32 isotopes instables. Parmi ces derniers, le strontium-90 est celui qu'il convient de surveiller de près, car il présente quelques particularités.
Le strontium-90 est très réactif et peut produire de la chaleur. Cette réaction le rend utile comme source d'énergie , Il est utilisé dans les stations météorologiques isolées et même à bord des engins spatiaux, ainsi que dans le secteur médical. Bien qu'il ne s'agisse pas d'un isotope stable présent à l'état naturel, c'est un sous-produit de la fission nucléaire, dont provient la majeure partie des approvisionnements mondiaux, même s'il a également été produit lors des essais d'armes nucléaires des années 1950.
Le strontium-90 est évidemment à éviter en raison de sa radioactivité, mais il a une façon sournoise de vous rendre malade si vous entrez en contact avec lui. peut être inhalé , Mais il peut aussi pénétrer dans l'organisme par le biais d'aliments et d'eau contaminés. Une fois à l'intérieur, le corps le métabolise de la même façon que le calcium. Cela signifie que le strontium radioactif s'infiltrera dans vos dents et vos os. Une fois intégré à l'organisme, il peut provoquer un cancer des os, un cancer de la moelle osseuse et un cancer des tissus mous dans les zones entourant les particules radioactives.
1. Le tritium est l'une des choses les plus chères sur Terre.
L'hydrogène est l'élément le plus abondant de l'univers, avec sept isotopes, bien que seulement trois soient présents à l'état naturel. Le dernier, l'hydrogène-3, est ce que nous appelons le tritium ; il est aussi rare que précieux. Il peut se former naturellement dans l'atmosphère lorsque… Les rayons cosmiques frappent l'azote , Cependant, seules des traces sont produites. Il est également produit lors d'explosions nucléaires et comme sous-produit des réacteurs nucléaires.
Le tritium est utilisé dans la production d'armes nucléaires et également pour la production de cadrans lumineux et à diverses fins scientifiques et de recherche. Au poids, c'est aussi l'une des substances les plus précieuses sur Terre. Par exemple, un gramme d'or pur peut coûter environ 70 dollars, selon plusieurs facteurs. Un gramme de platine peut coûter environ 40 dollars. Un gramme de cocaïne peut coûter environ 120 dollars, selon l'endroit où vous l'achetez. Et un gramme de tritium ? Ça vous coûtera… environ 25 000 $ .
Environ quatre grammes de tritium sont utilisés dans les armes nucléaires pour améliorer l'efficacité et rendre l'arme plus destructrice, mais en même temps plus légère.