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actinide (n.m.)
1.élément chimique radioactif qui suit l'actinium dans la classification périodique des éléments, de numéro atomique compris entre 89 et 103.
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Les actinides sont une série chimique du tableau périodique des éléments se situant entre l'actinium et le lawrencium, possédant donc un numéro atomique entre 89 et 103 inclus.
Les actinides sont radioactifs et tirent leur nom de l'actinium (Z=89), un métal lourd, car ils possèdent des propriétés chimiques voisines. L'uranium et le thorium, qui sont relativement abondants à l'état naturel du fait de la très longue demi-vie de leurs isotopes les plus stables, sont des actinides. Les actinides comprennent des éléments artificiels, les transuraniens, plus lourds que l'uranium : ils sont générés par des captures de neutrons qui n'ont pas été suivies de fissions.
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | ||
1 | H | He | |||||||||||||||||
2 | Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | |||||||||||
3 | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | |||||||||||
4 | K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | |
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | |
6 | Cs | Ba | * | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn |
7 | Fr | Ra | * | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Uut | Fl | Uup | Lv | Uus | Uuo |
↓ | |||||||||||||||||||
* | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | |||||
* | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No |
Sommaire |
L'actinide produit le plus abondamment est le plutonium, avec en tête son principal isotope le plutonium-239, lui-même fissile. Mais les réacteurs nucléaires génèrent, en quantité moindre, d'autres actinides qui sont appelés « mineurs » pour cette raison. Les principaux sont le neptunium 237, les américium 241 et 243 et les curium 244 et 245. Les actinides mineurs constituent avec les produits de fission une grande partie des déchets HAVL, c’est-à-dire les déchets de l'industrie électronucléaire les plus fortement radioactifs. Le plutonium-239 n'est pas considéré comme un déchet radioactif car il est fissible.
Ils possèdent des caractéristiques chimiques semblables à celles des lanthanides, lorsqu'ils sont au même degré d'oxydation. Contrairement aux lanthanides, les actinides légers peuvent être stables aux degrés d'oxydation +5 (Pa, U, Np, Pu, Am) et +6 (U, Np, Pu, Am). Cette plus grande facilité d'ionisation (des actinides par rapport aux lanthanides) s'explique par le fait que les orbitales de valence 5f des actinides, sont moins internes que les 4f des lanthanides, car plus écrantées par les électrons de cœur. Les actinides au même degré d'oxydation sont analogues chimiques entre eux, à l'exception notable de Pa(V).
Les isotopes des éléments transuraniens ont souvent une demi-vie très courte, aux exceptions notables, de quelques isotopes de Np, Pu, Am et Cm produits en quantités pondérables dans les réacteurs nucléaires.
Dans le tableau périodique, les actinides sont placés sous les lanthanides, ces deux séries étant généralement sous la partie principale du tableau, à la manière d'une note de bas de page.
Lors de l'irradiation en réacteur, les atomes d'uranium (notamment l'isotope 238) du combustible peuvent capturer un neutron sans subir de fission. Ces captures, souvent suivies de décroissance radioactive béta, conduisent à une augmentation du numéro atomique (du nombre de nucléons contenus dans le noyau). Autrement dit ce sont les noyaux lourds (isotopes) formés dans les réacteurs par capture successive de neutrons par les noyaux du combustible.
Il se forme alors des transuraniens : du plutonium et des actinides mineurs : principalement le neptunium (237), l’américium (241, 243) et le curium (243, 244, 245).
La qualification de « mineurs » rend compte du fait que ces éléments sont présents en bien moins grandes proportions que les actinides majeurs : uranium et plutonium.
Ils constituent environ 35 % du total des actinides mineurs formés :
Ces éléments contribuent fortement au dégagement thermique du combustible irradié. Ils sont radioactifs alpha et émettent donc de l'hélium.
Ils constituent environ 65 % du total qui sont les suivants :
De façon générale, ils représentent les déchets radioactifs qui posent les principaux problèmes, dont au niveau du Stockage des déchets radioactifs en couche géologique profonde pour les raisons suivantes :
État d'oxydation | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 |
+3 | Ac3+ | Th3+ | Pa3+ | U3+ | Np3+ | Pu3+ | Am3+ | Cm3+ | Bk3+ | Cf3+ | Es3+ |
+4 | Th4+ | Pa4+ | U4+ | Np4+ | Pu4+ | Am4+ | Cm4+ | Bk4+ | Cf4+ | ||
+5 | PaO2+ | UO2+ | NpO2+ | PuO2+ | AmO2+ | ||||||
+6 | UO22+ | NpO22+ | PuO22+ | AmO22+ | |||||||
+7 | NpO23+ | PuO23+ | [AmO6]5- |
Les couleurs des actinides (sous forme ionique) dans les états d'oxydation inférieurs sont dues aux transitions f-f. Dans les états d'oxydation élevée, il peut aussi y avoir des transitions charge-transfer. Il y a une interaction spin-orbite forte, mais leurs caractéristiques cristallines font qu'il existe de petites variations de couleur pour les composés d'un élément donné dans un état d'oxydation donné. Les transitions entre orbites 5f et 6d peuvent être observées dans région ultraviolette du spectre. Les moments magnétiques des espèces paramagnétiques sont loin d'être seulement des valeurs de spin.
s1 | s2 | g | f1 | f2 | f3 | f4 | f5 | f6 | f7 | f8 | f9 | f10 | f11 | f12 | f13 | f14 | d1 | d2 | d3 | d4 | d5 | d6 | d7 | d8 | d9 | d10 | p1 | p2 | p3 | p4 | p5 | p6 | |
1 | H | He | |||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | |||||||||||||||||||||||||
3 | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||
4 | K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | |||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | |||||||||||||||
6 | Cs | Ba | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn | |
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Uut | Fl | Uup | Lv | Uus | Uuo | |
8 | Uue | Ubn | * | Ute | Uqn | Uqu | Uqb | Uqt | Uqq | Uqp | Uqh | Uqs | Uqo | Uqe | Upn | Upu | Upb | Upt | Upq | Upp | Uph | Ups | Upo | Upe | Uhn | Uhu | Uhb | Uht | Uhq | Uhp | Uhh | Uhs | Uho |
↓ | |||||||||||||||||||||||||||||||||
g1 | g2 | g3 | g4 | g5 | g6 | g7 | g8 | g9 | g10 | g11 | g12 | g13 | g14 | g15 | g16 | g17 | g18 | ||||||||||||||||
* | Ubu | Ubb | Ubt | Ubq | Ubp | Ubh | Ubs | Ubo | Ube | Utn | Utu | Utb | Utt | Utq | Utp | Uth | Uts | Uto |
Métalloïdes | Non-métaux | Halogènes | Gaz rares |
Métaux alcalins | Métaux alcalino-terreux | Métaux de transition | Métaux pauvres |
Lanthanides | Actinides | Superactinides | Éléments non classés |
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