Chaque élément possède un numéro atomique distinctif. Le numéro atomique représente le nombre de protons dans les noyaux. Les isotopes ont le même nombre de protons, c'est-à-dire qu'ils constituent le même élément, mais un nombre de neutrons différent. Le carbone, par exemple, possède trois isotopes : le carbone 12, le carbone 13 et le carbone 14. Ils ont chacun six protons, mais ils ont respectivement six, sept et huit neutrons. En ce qui concerne les isotopes, c'est assez ennuyeux, et certains ont des caractéristiques remarquables.
10. La demi-vie du tellure 128 est incroyablement longue.
Le tellure est le numéro 52 du tableau périodique et est un élément métalloïde argenté. Il est également légèrement toxique, alors essayez de ne pas jouer avec. Il contient 8 isotopes, et l'un d'eux, le tellure 128, s'est effectivement mérité Record du monde Guinness grâce au fait qu’il a une demi-vie incroyablement longue.
Le nombre a été calculé comme étant 2,2 x (10 puissance 24) ans. Il s’agit d’un chiffre vague pour la plupart d’entre nous, vous pouvez donc l’exprimer autrement. Ce 160 mille milliards de fois supérieur 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 aussi proche de l'éternité que tout ce que vous êtes susceptible de trouver dans la nature.
9. Désintégration des isotopes de l'astatine en un clin d'œil
À l’opposé du tellure, l’astatine n’a pas du tout une longue demi-vie. A la 85ème place du tableau périodique, c'est aussi le plus élément rare sur Terre : Il n’y en a qu’environ 25 grammes présents sur la planète à un moment donné. Pourquoi si rare ? Ce sont à nouveau ces mêmes demi-vies.
L'isotope de l'astatine ayant la durée de vie la plus longue est l'astatine-210, avec une demi-vie de 8,1 heures. Il existe 32 isotopes au total et aucun d’entre eux n’est stable. L'astate-213, dont la durée de vie est la plus courte, est 125 nanosecondes . Il a également été dit que la radioactivité de l’astate est si forte qu’elle s’autodétruit.
Tous les isotopes sont radioactifs et peuvent être formés à partir du bismuth en laboratoire. Ils sont parfois utilisés comme traceurs radioactifs, mais à part cela, ils ont peu d’utilité dans le monde scientifique.
8. L’or possède 41 isotopes, mais un seul d’entre eux est stable
L’or est un élément très connu et que la plupart d’entre nous seraient heureux de rencontrer dans la nature. Il est très précieux et ne se corrode pas comme beaucoup d’autres métaux. Ce que l’on sait moins, c’est qu’il existe en réalité 41 isotopes connus du métal. Celui que nous connaissons et désirons est l'or-197 et c'est le seul isotope stable, qui est en or. Les 40 restants sont radioactifs.
Fait intéressant, l'or vaut 197 observationnellement stable . Cela signifie que la science dit qu'il devrait être radioactif, mais l'observer ne tient pas cette promesse. Donc même si vous vous attendez à ce qu’il soit radioactif, ce n’est pas le cas. Dans l’ensemble, cela a été bénéfique pour presque toutes les économies de l’histoire.
7. Le Germanium-72 subit une transition de phase inhabituelle
Le germanium est le 32e élément du tableau périodique et un autre métalloïde qui chevauche la frontière entre le métal et le non-métal. Il est composé de cinq isotopes stables, et le germanium 76 est le plus long d'entre eux, avec une demi-vie environ 130 milliards de fois l'âge de l'univers. Cependant, ce n’est pas l’isotope le plus intéressant. Quant au germanium, il s’agit de l’isotope 72, qui présente une caractéristique très inhabituelle lorsqu’il commence à s’échauffer.
Nous comprenons que certaines choses arrivent aux atomes lorsque de la chaleur est appliquée à une substance. Comme pour l’eau, la chaleur excite les atomes et les fait se déplacer plus rapidement. Mais que se passe-t-il à l’intérieur des atomes eux-mêmes ? Germanium-72 prouve que ce n'est pas aussi évident qu'on le pense.
Le germanium possède 32 protons et le germanium 72 possède 40 neutrons. Ces protons forment des paires fortes qui s’affaiblissent à mesure que l’atome se réchauffe. Cela est logique dans notre exemple de l’eau. Le problème est qu’à un moment donné, quelque chose d’inhabituel se produit. Lorsque la température devient suffisamment élevée, la liaison entre paires de protons se renforce à nouveau . La raison en est ce qu’on appelle un changement de phase. La stabilisation se produit au début de la transition, avant de s’affaiblir à nouveau à mesure que les températures continuent d’augmenter.
6. Du fer 60 a été trouvé dans la neige de l'Antarctique
Tout le monde connaît le fer, l’un des éléments les plus abondants au monde, si important qu’on lui a littéralement donné son nom à un siècle entier. Sans fer, tous nos aimants tomberaient au sol, sans parler de notre incapacité à fabriquer presque tout ce que nous fabriquons en métal dans le monde. Estimé , dans le monde il y a environ 800 milliards de tonnes un minerai de fer non raffiné contenant 230 milliards de tonnes de fer, nous avons 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. Ce n’est pas non plus quelque chose qui apparaît nulle part. Si vous voulez votre propre fer-60, vous devrez partir à sa recherche car il est créé lors d'explosions stellaires, ce qui signifie qu'il explose comme une supernova. Lorsqu’une étoile explose, du fer 60 est libéré dans l’univers et de petites quantités finissent parfois sur Terre. Certains d'entre eux ont même été retrouvés Neiges de l'Antarctique . Sur les 500 kilogrammes de neige pure collectés pour rechercher des échantillons, les scientifiques ont découvert cinq atomes de fer 60. L’isotope a été découvert pour la première fois sur Terre il y a à peine 23 ans dans certains sédiments du sol des profondeurs marines.
5. Du plutonium 244 a été trouvé au fond de l'océan
Comme le fer 60, le plutonium 244 n’est pas un isotope sorti de nulle part. Contrairement au fer, il n’existe pas d’isotopes du plutonium dont on souhaite s’approcher de trop près. Il y en a 20 au total et ils sont tous radioactifs, mais le plus stable est le plutonium-244.
Des traces de plutonium-244 ont été trouvées sur fond de l'océan en 2021, et on pense qu’il a parcouru une bonne distance pour arriver ici. Le plutonium 244 est produit dans des conditions assez difficiles. Dans ce cas, le plutonium s'est formé lorsque collision de deux étoiles , ce qui a provoqué une puissante explosion. Il est également probable qu’il se forme en supernovae avec le fer 60.
Le plutonium 244 n’est pas du tout un isotope que nous pouvons facilement créer sur Terre. Les réacteurs nucléaires produisent différents isotopes, mais lorsque le plutonium 242 se transforme en 243, sa demi-vie n'est que de quelques heures et ne peut pas se transformer en 244. Il a été théorisé qu'une explosion d'arme nucléaire pourrait potentiellement en produire 244, mais cela reste seulement une théorie et n’a pas été observée.
4. Le magnésium 18 se décompose avant sa formation
Nous avons vu que l’astatine a une demi-vie très courte, mais les scientifiques ont créé un isotope du magnésium si instable qu’il est presque impossible à observer. Normalement, le magnésium contient trois isotopes stables et 19 instables.
Parmi les 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 5 picosecondes . Cela fait cinq billionièmes de seconde. Si cela vous semble court, et c’est le cas, préparez-vous au magnésium-18.
Le magnésium 18 n'a pas été mesuré de manière adéquate car sa durée de vie est d'environ un sextillionième de seconde . Il se désagrège si rapidement que les électrons ne peuvent même pas organiser les électrons autour de lui pour devenir un véritable atome. Ce n'est qu'un noyau, puis il se désintègre. Cela signifie que les scientifiques ne peuvent pas l’étudier directement, mais simplement observer ce qu’il a fait pendant le peu de temps où il a existé.
3. Il n’existe que 500 g de prométhium naturel dans le monde.
Le prométhium est un élément exceptionnellement rare sans isotopes stables, bien qu'il possède 38 isotopes instables. Il émet des rayons X et est étonnamment rare. En ce moment, partout sur la planète, on trouve de tout environ une livre prométhium naturel. Cependant, nous pouvons également y parvenir en laboratoire en bombardant de neutrons l’uranium 235 et le néodyme 147.
En 1902, un chimiste tchèque nommé Boguslav Braun a suggéré que le prométhium devrait exister avec six autres éléments non découverts, et sa supposition a été confirmée quelques années plus tard lorsque Henry Moseley a confirmé qu'il devrait y avoir quelque chose entre le néodyme et le samarium dans le tableau périodique avec atomique pesant 61. Il a fallu encore 20 ans de recherche avant de déterminer que quel que soit l'élément 61, il ne contiendrait aucun isotope stable.
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 les éléments et leurs isotopes.
Pour quelque chose d'aussi rare et aussi radioactif, on pourrait penser qu'il aurait une utilité sérieuse dans le monde en général, mais vous auriez tort. Au lieu de cela, il est principalement utilisé pour des choses comme la peinture rougeoyante et les batteries nucléaires.
2. Le strontium-90 est traité dans votre corps comme le calcium.
Le strontium est un métal alcalino-terreux et se classe au 38e rang du tableau périodique. Il contient 4 isotopes stables présents dans la nature, ainsi que 32 isotopes instables. Parmi ces isotopes, il faut se méfier du strontium-90 car c'est un peu délicat.
Le strontium-90 est très réactif et peut générer de la chaleur. Cette réaction le rend utile comme source d'énergie , et il est utilisé dans les stations météorologiques éloignées et même dans les vaisseaux spatiaux, ainsi que dans l'industrie médicale. Bien qu'il ne s'agisse pas d'un isotope stable présent naturellement, il s'agit d'un sous-produit de la fission nucléaire dont provient la majeure partie de l'approvisionnement mondial, bien qu'il ait également été produit par des essais d'armes nucléaires dans les années 1950.
Évidemment, en raison de sa radioactivité, le strontium 90 est à éviter, mais il a le pouvoir insidieux de vous rendre malade si vous entrez en contact avec lui. Son peut être inhalé , mais il peut également pénétrer dans l’organisme par l’intermédiaire d’aliments et d’eau contaminés. Une fois à l’intérieur, votre corps le traitera de la même manière que le calcium. Cela signifie que le strontium radioactif pénétrera dans vos dents et vos os. Une fois qu’il fait partie de vous, il peut entraîner un cancer des os, un cancer de la moelle osseuse et un cancer des tissus mous dans les zones entourant les parties radioactives.
1. Le tritium est l’une des choses les plus chères sur Terre.
L'hydrogène est l'élément le plus abondant dans l'univers, avec sept isotopes, bien que trois seulement soient présents à l'état naturel. Ce dernier, l’hydrogène 3, est ce que nous appelons le tritium, et il est aussi rare que précieux. Il peut se former naturellement dans l'atmosphère lorsque les rayons cosmiques frappent l'azote , mais seules des traces sont formées. 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 ainsi que pour la production cadrans lumineux et à diverses fins scientifiques et de recherche. Livre pour livre, c’est également l’une des substances les plus précieuses sur terre. Par exemple, un gramme d’or pur peut coûter environ 70 dollars, selon un certain nombre de 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 va te coûter environ 25 000 $ .
Environ quatre grammes de tritium sont utilisés dans les armes nucléaires pour accroître l'efficacité et rendre l'arme plus destructrice, mais en même temps plus légère.
