Actinide - Définition

Introduction

La série chimique des actinides comprend les éléments chimiques du tableau périodique se situant entre l'actinium et le lawrencium, possédant donc un numéro atomique entre 89 et 103 inclus.

Les actinides sont tous des éléments 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.

Structures cristallines des actinides, montrant la complexité du plutonium.

Plutonium et actinides mineurs

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 radioactifs à haute activité et à vie longue (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.