POLONIUM

État naturel et préparation

Le polonium 210 est présent dans les minerais uranifères en équilibre radioactif à la concentration de 7,6 × 10^—11 gramme par gramme d'uranium. Son abondance dans l'écorce terrestre peut donc être évaluée à environ 10^—13 p. 100. Sa période est assez longue pour que des traces puissent être extraites directement des minerais d'uranium, mais le traitement de ces derniers est très laborieux en raison de leur très faible teneur (environ 0,05 mg de ²¹⁰Po par tonne de pechblende de Joachimsthal). Aussi les sources naturelles de ²¹⁰Po que l'on traite habituellement sont-elles soit le radio-plomb, plomb contenant en très faible proportion du ²¹⁰Pb (autrefois nommé radium D), qui est un sous-produit du traitement des minerais uranifères, soit le ²¹⁰Pb récupéré par lavage de vieilles ampoules de radon. Le ²¹⁰Pb, dont la demi-vie est de 22,20 ans, produit par désintégration le ²¹⁰Bi (autrefois nommé radium E), qui produit le ²¹⁰Po ; on peut donc extraire le ²¹⁰Po accumulé dans ses solutions. Le procédé le plus simple consiste à effectuer un dépôt spontané sur une lame d'argent en milieu faiblement chlorhydrique, nitrique ou acétique. Le dépôt est pratiquement exempt de ²¹⁰Pb et de ²¹⁰Bi. En revanche, ce dernier élément accompagne le polonium si le dépôt est réalisé sur nickel. Le polonium déposé sur support d'argent peut ensuite être isolé par dissolution dans l'acide nitrique de la lame et précipitation de l'argent à l'état de chlorure par addition d'acide chlorhydrique. Les quantités de polonium extraites des sources naturelles n'ont généralement pas excédé quelques centaines de millicuries.

Des quantités pondérables (échelle du gramme) sont synthétisées à partir du bismuth que l'on soumet au flux neutronique intense d'un réacteur nucléaire. Le polonium 210 est formé suivant le processus :

la section efficace de la capture des neutrons thermiques étant de 0,020 × 10^—24 centimètrecarré pour le bismuth. La séparation polonium-bismuth peut être réalisée en distillant directement le polonium par chauffage du bismuth irradié entre 750 et 850 ⁰C. Il est possible également d'effectuer un traitement par voie aqueuse, qui consiste essentiellement, après avoir porté le bismuth irradié en solution chlorhydrique, à augmenter le rapport Po/Bi par dépôt spontané sur une quantité de bismuth moindre. Cette opération est répétée et on isole finalement le polonium soit par volatilisation, soit en le précipitant de ses solutions chlorhydriques acides par réduction avec le chlorure stanneux.

Le métal très pur a été préparé à l'échelle du milligramme par décomposition du monosulfure PoS à 275 ⁰C, sous pression très réduite, et volatilisation du polonium entre 450 ⁰C et 500 ⁰C. On obtient également le métal par dépôt spontané en milieu faiblement chlorhydrique, nitrique ou acétique sur des lames d'argent, de nickel ou de métaux moins nobles. La densité des sources ainsi préparées peut atteindre 2 à 4 millicuries par millimètre carré. Le métal est encore obtenu par électrolyse sur cathode en milieu acide ou alcalin et par réduction en milieu chlorhydrique avec le chlorure stanneux ou en solution alcaline avec l'hydrazine ou l'hydroxylamine. Le potentiel normal du couple Po/Po^IV en solution nitrique est évalué à E⁰ = + 0,77 volt. Le polonium est donc un métal noble qui se situe entre le tellure et l'argent dans la série des potentiels normaux.