Qu’est-ce que le prométhium ?
Le prométhium est un élément chimique de symbole Pm et de numéro atomique 61. C’est un métal de transition blanc-argenté, mou et ferromagnétique à basse température. Sa densité est d’environ 7,26 g/cm³, avec un point de fusion de 1 046 °C et un point d’ébullition de 3 000 °C. Le prométhium possède une structure cristalline hexagonale compacte (hcp). Il est également caractérisé par une conductivité thermique de 0,15 W/(m·K) et une conductivité électrique de 1,1 × 10^6 S/m. Le module d’élasticité est d’environ 70 GPa, avec une limite d’élasticité de 200 MPa et une résistance à la traction de 300 MPa. Le prométhium présente une résistance à la corrosion modérée, nécessitant des conditions spécifiques pour éviter l’oxydation.
Quel est le volume de la production de prométhium ? D’où vient-il ?
Le prométhium ne se trouve pas à l’état naturel, car tous ses isotopes sont instables. Le plus long-lived, Pm-145, a une demi-vie de 17,7 années. La production de prométhium s’effectue en bombardant un noyau de plomb-209 avec des noyaux d’hélium-4 dans des réacteurs nucléaires. Ce processus nécessite des températures élevées (environ 1 000 °C) et des pressions contrôlées. Les réactions chimiques impliquées peuvent être représentées par l’équation suivante : Pb-209 + He-4 → Pm-145 + neutrons. En général, la production mondiale de prométhium est estimée à quelques kilogrammes par an, avec un rendement typique de 0,1% par cycle de bombardement.
A combien estime-t-on les réserves de prométhium ? Où se trouvent-elles ?
Le prométhium ne se trouve pas à l’état naturel, car tous ses isotopes sont instables. Les réserves de prométhium sont principalement issues de la production industrielle et de la recherche. Les gisements de prométhium sont souvent associés à des minerais d’uranium et de thorium, où il peut être récupéré comme sous-produit. Les coûts de production par tonne de prométhium sont élevés, en raison des processus complexes d’extraction et de purification, atteignant jusqu’à 1 million d’euros par kilogramme.
A quoi sert le prométhium ?
Le prométhium est utilisé dans les applications nécessitant un élément radioactif. Il est particulièrement prisé dans les dispositifs de mesure et de détection, tels que les cadrans de montres et les détecteurs de fumée, où il fournit une source de lumière stable. Environ 60% de la production de prométhium est utilisée dans ces applications. De plus, il est utilisé dans les batteries à isotope radioactif, qui peuvent fonctionner pendant des décennies sans recharge. Le prométhium est également utilisé dans des applications nécessitant un élément ferromagnétique, comme dans certains types de moteurs électriques et d’appareils de chauffage.
Comment raffine-t-on le minerai de prométhium ?
Le minerai de prométhium est raffiné par électrolyse, un processus qui nécessite des conditions précises de température et de pH pour optimiser le rendement. Les étapes typiques incluent la dissolution du minerai dans un acide, suivie d’une électrolyse pour séparer le prométhium des autres éléments. Ce processus peut être énergivore, nécessitant jusqu’à 10 kWh par kilogramme de prométhium produit.
Quelle est l’histoire du prométhium ?
Le prométhium n’est produit que par des processus radioactifs et ne se trouve donc pas à l’état naturel. Découvert dans les années 1940, il a été isolé pour la première fois par des scientifiques américains. On estime que la production mondiale de prométhium est de quelques kilogrammes par an, principalement pour des applications militaires et industrielles. Les recherches continuent pour explorer de nouvelles méthodes de production et d’utilisation du prométhium, notamment dans le cadre de l’économie circulaire et du recyclage des matériaux radioactifs.