Une panoplie de noyaux aux multiples usages

Les physiciens appellent «naturels» les noyaux légués par la nature dans notre environnement.

L’appellation est fallacieuse. Tous les noyaux sont naturels, y compris ceux bien plus nombreux qui ont disparu et que l’on nomme « artificiels ». La distinction remonte à la découverte par Frédéric et Irène Joliot-Curie, en 1934, de la possibilité de recréer des espèces disparues à partir de réactions nucléaires. Il était donc possible, grâce à l’artifice de l’homme, de fabriquer des radioéléments. La découverte de la « radioactivité artificielle » fut particulièrement fructueuse par ses multiples applications.

Le nombre de noyaux naturels est de 287. Actuellement on dénombre plus de 2800 noyaux « artificiels », ce nombre s’accroissant sans cesse avec les expériences en cours. Certains noyaux, très exotiques, vivent si peu de temps qu’ils n’ont pas le temps de s’entourer d’un cortège électronique et de mériter le nom d’atome. Les noyaux plus lourds que l’uranium sont appelés transuraniens. Le plus célèbre d’entre eux est le plutonium (Z=94). En octobre 2001, on avait atteint Z = 116.

Parmi les noyaux naturels, seuls quelques-uns sont radioactifs. Tous les noyaux artificiels le sont. La liste de leurs applications est longue. Certains sont célèbres. On trouve parmi les noyaux naturels : l’uranium combustible des réacteurs, le radium découvert par Marie Curie, le carbone-14 des archéologues, le radon à éviter, le tritium et le potassium-40. Parmi les artificiels : le plutonium si recherché et si redouté, le cobalt-60 aux multiples usages, le technétium, le thallium et tous ces noyaux à courte durée de vie, employés pour les diagnostics médicaux.

Un produit de fission comme l’iode-131 a été relâché lors de l’accident de Tchernobyl. Avant de disparaître, il a été à l’origine de cancers de la thyroïde, mais en médecine il est utilisé pour soigner des cancers de cette même thyroïde. Un autre produit de fission, le cesium-137 est aujourd’hui le principal legs de la radioactivité dispersée lors des essais nucléaires dans l’atmosphère des années 1960, puis à Tchernobyl, et Fukushima. Il est aussi utilisé comme traceur.