Élément synthétique - Définition

Introduction

En chimie, un élément synthétique désigne un élément chimique absent du milieu naturel et qui, pour être observé, doit être produit artificiellement par une réaction nucléaire. Il peut s'agir d'éléments qui étaient présents lors de la formation de la Terre mais se sont désintégrés depuis, ou bien d'éléments trop lourds pour avoir pu être formés par nucléosynthèse stellaire — sauf, dans certains cas, lors d'explosions de supernovae. À la première catégorie appartiennent tous les éléments de numéro atomique allant jusqu'à 94 (qui correspond au plutonium) et dont aucun isotope n'a une durée de vie supérieure à 400 millions d'années (1/10 de l'âge de la Terre) : ces éléments ne sont plus présents sur Terre qu'à l'état de traces, hormis ceux qui résultent de la désintégration du thorium ou de l'uranium et qui sont continuellement reformés (comme le radium, le radon et le polonium). À la seconde catégorie appartiennent tous les éléments dont le numéro atomique est supérieur à 94.

Éléments « quasi-synthétiques »

Il s'agit de six éléments présents sur Terre à l'état de traces (d'où le terme « quasi synthétique ») et qui doivent être produits artificiellement pour en disposer en quantité significative. L'exemple typique est le plutonium, qu'on trouve à l'état de trace dans le minerai d'uranium mais qu'on fabrique dans les réacteurs nucléaires pour disposer de quantités suffisantes de matériau fissile. Il en va de même du technétium, dont l'isomère technétium 99m est abondamment utilisé en médecine nucléaire, et qui doit être produit à partir de molybdène 99 lui-même fabriqué par irradiation de combustible nucléaire dans des centrales dédiées. La nuance entre éléments synthétiques et quasi-synthétiques est purement formelle, et ces derniers sont considérés comme « synthétiques » au même titre que les autres, d'autant qu'ils ont tous été observés pour la première fois comme éléments produits artificiellement en laboratoire avant de s'avérer être également présents sous forme de traces dans le milieu naturel :

• Technétium ₄₃Tc
• Prométhium ₆₁Pm
• Astate ₈₅At
• Francium ₈₇Fr
• Neptunium ₉₃Np
• Plutonium₉₄Pu