Chapitre I
Synthèse bibliographique
4
I. Césium
Le césium en tant que tel est un élément aujourd'hui peu étudie, si ce n'est que à travers de ses deux
isotopes radioactifs, le
137 Cs, redoute en cas d'accident nucléaire du fait de sa radio-toxicité, et le
135 Cs dont la longue période (3. 10
6 ans) et la relative mobilité rendent le stockage problématique
[4].
L‟élément césium, de numéro atomique 55, est le 45ème élément le plus abondant de la croûte
terrestre, il existe de manière dispersée aussi bien dans les roches que dans les sols et les argiles [4].
Il fut découvert en 1860 dans l‟eau minérale de Durkheim en Allemagne, par Robert Wilhelm
Bunsen et Gustav Robert Kirchhoff, par spectroscopie. Son identification a été basée sur les lignes
lumineuses bleues émises dans son spectre sous lesquelles son nom est tiré du latin caesium qui
signifie « bleu de ciel » ou « bleu-clair » [4]. C'était le premier élément découvert par analyse du
spectre.
I.1. Origines
I.1.1. Naturelle
L‟une des sources de césium la plus riche du monde se trouve à Bernic Lake dans le Manituba
(Canada) où l‟on recense environ 300 000 tonnes de pollucite (silico-aluminate de césium et de
lithium) dont le contenu en césium est proche de 20%. D‟autres sources existent aussi en Afrique,
en Suède et dans l‟ex Union Soviétique [4].
Le césium stable existe sous forme de traces dans toutes les espèces animales et végétales, chez
l'homme (standard de 70 kg), la CIPR (Commission International de Protection Radiologique)
évalue à 10 μg la masse de césium stable contenue en permanence dans l'organisme alors que le
contenu en césium du corps entier est estimée à 1,5 mg, valeur à comparer à celle du potassium 140
g chez l‟homme et de 90 g chez la femme. Il est présent dans l'eau de mer à raison de 0,5 μg/l, et les
végétaux contiennent en moyenne 0,2 μg/g d'extrait sec [5].
I.1.2. Artificielle
Le césium 137 n'existe pas à l'état naturel. Il est principalement produit lors de la fission de
l'uranium dans les réacteurs nucléaires. Chaque réacteur à eau pressurisée conventionnel (REP)
produit environ 24 kg de césium 137 par an.
I.1.2.1. Explosions nucléaires atmosphériques
Pendant la période 1945-1980, plusieurs centaines d‟essais nucléaires atmosphériques ont été
effectués par différentes nations, essentiellement les USA et l‟ex-URSS. Ils ont libéré dans
l‟environnement une quantité de
137 Cs estimée à 1,3.10
18
Bq, qui s‟est peu à peu déposée sur
l‟ensemble de la planète. Le dépôt cumulé qui en a résulté est évalué à 142 kBq.m
-2 pour
l‟hémisphère nord et 35 kBq.m
-2 pour l‟hémisphère sud [6].
Synthèse bibliographique
4
I. Césium
Le césium en tant que tel est un élément aujourd'hui peu étudie, si ce n'est que à travers de ses deux
isotopes radioactifs, le
137 Cs, redoute en cas d'accident nucléaire du fait de sa radio-toxicité, et le
135 Cs dont la longue période (3. 10
6 ans) et la relative mobilité rendent le stockage problématique
[4].
L‟élément césium, de numéro atomique 55, est le 45ème élément le plus abondant de la croûte
terrestre, il existe de manière dispersée aussi bien dans les roches que dans les sols et les argiles [4].
Il fut découvert en 1860 dans l‟eau minérale de Durkheim en Allemagne, par Robert Wilhelm
Bunsen et Gustav Robert Kirchhoff, par spectroscopie. Son identification a été basée sur les lignes
lumineuses bleues émises dans son spectre sous lesquelles son nom est tiré du latin caesium qui
signifie « bleu de ciel » ou « bleu-clair » [4]. C'était le premier élément découvert par analyse du
spectre.
I.1. Origines
I.1.1. Naturelle
L‟une des sources de césium la plus riche du monde se trouve à Bernic Lake dans le Manituba
(Canada) où l‟on recense environ 300 000 tonnes de pollucite (silico-aluminate de césium et de
lithium) dont le contenu en césium est proche de 20%. D‟autres sources existent aussi en Afrique,
en Suède et dans l‟ex Union Soviétique [4].
Le césium stable existe sous forme de traces dans toutes les espèces animales et végétales, chez
l'homme (standard de 70 kg), la CIPR (Commission International de Protection Radiologique)
évalue à 10 μg la masse de césium stable contenue en permanence dans l'organisme alors que le
contenu en césium du corps entier est estimée à 1,5 mg, valeur à comparer à celle du potassium 140
g chez l‟homme et de 90 g chez la femme. Il est présent dans l'eau de mer à raison de 0,5 μg/l, et les
végétaux contiennent en moyenne 0,2 μg/g d'extrait sec [5].
I.1.2. Artificielle
Le césium 137 n'existe pas à l'état naturel. Il est principalement produit lors de la fission de
l'uranium dans les réacteurs nucléaires. Chaque réacteur à eau pressurisée conventionnel (REP)
produit environ 24 kg de césium 137 par an.
I.1.2.1. Explosions nucléaires atmosphériques
Pendant la période 1945-1980, plusieurs centaines d‟essais nucléaires atmosphériques ont été
effectués par différentes nations, essentiellement les USA et l‟ex-URSS. Ils ont libéré dans
l‟environnement une quantité de
137 Cs estimée à 1,3.10
18
Bq, qui s‟est peu à peu déposée sur
l‟ensemble de la planète. Le dépôt cumulé qui en a résulté est évalué à 142 kBq.m
-2 pour
l‟hémisphère nord et 35 kBq.m
-2 pour l‟hémisphère sud [6].