Chapitre I
Synthèse bibliographique
6
l‟espèce ionique Cs
+ [6], et c‟est l‟élément le plus électropositif du tableau périodique des éléments.
Il possède aussi le potentiel d‟ionisation le plus faible à l‟exception du francium [4].
La forme stable de césium réagit violemment avec l'eau, avec formation d'hydrogène. Il réagit
également avec la glace à des températures au-dessus de - 116 °C. Comme il réagit fortement avec
l'oxygène, il doit être conservé en l'absence d'air. Il réduit l'acide carbonique et les gaz oxygénés à
diverses températures et se combine à l'oxyde de carbone.
Le principal composé avec les halogènes est le chlorure. Il forme également un iodure CsI
cristallisant, ainsi que des poly-iodures CsI 7 et CsI 9 . L‟ion Cs
+ a un rayon de 1,69 Å, comme il peut
par sa taille, être entouré de 8 ions Cl
- alors que le sodium ne sera entouré que de 6 ions de Cl
-
. Les
perchlorates et hexa-chlorates de potassium, de rubidium et de césium sont plutôt insolubles dans
l‟eau. Les alcalins forment une grande variété de composes avec les carbonates. Le carbonate
Cs 2 CO 3 est très soluble alors que le CsHCO 3 l‟est peu [4]. (voir Tableau 18 en Annexe I).
I.2.3. Nucléaires et radioactives
Plus que tout autre élément le césium possède 31 isotopes dont la masse varie de 114 à 145. Ceux-ci
sont tous radioactifs à l'exception d‟un seul isotope stable, l'isotope 133. La fission de l'uranium 235
dans un réacteur donne de nombreux produits de fission ; les plus abondants ont des masses
comprises entre 85 et 105 d'une part et 130 et 150 d'autre part. Les isotopes radioactifs du césium
formes dans le combustible sont des produits de fission (
137 Cs,
138 Cs,
136 Cs) ou de capture
neutronique sur le
133 Cs stable (
134 Cs). La période de décroissance radioactive est supérieure à
l‟année uniquement pour les isotopes 134 (2,2 ans), 135 (2,9.10
6 ans) et 137 (30,2 ans). Chacun de
ces derniers se délabre en émettant une particule bêta (voir Tableau 1). Les demi-vies des autres
isotopes de césium sont moins de deux semaines. Leurs propriétés radioactives sont regroupées
dans le Tableau 19 (voir Annexe I).
Isotope
Demi-vie
Activité
Spécifique
(Ci/g)
Type de
désintégration
Énergie d’irradiation
(MeV)
Alpha
(α)
Beta
(β)
Gamma
(γ)
Cs-134
2,1 ans
1,300
β
-
0,16
1,6
Cs-135
2,9 million années
0,0012
β
-
0,067
-
Cs-137
30,15 ans
88
β
-
0,19
-
Ba-137m
(95%)
2,6 min
540
TI
-
0,065
0,60
Tableau 1 : Propriétés radioactives des principaux isotopes de césium et l‟un de ces
radionucléides associés.
Synthèse bibliographique
6
l‟espèce ionique Cs
+ [6], et c‟est l‟élément le plus électropositif du tableau périodique des éléments.
Il possède aussi le potentiel d‟ionisation le plus faible à l‟exception du francium [4].
La forme stable de césium réagit violemment avec l'eau, avec formation d'hydrogène. Il réagit
également avec la glace à des températures au-dessus de - 116 °C. Comme il réagit fortement avec
l'oxygène, il doit être conservé en l'absence d'air. Il réduit l'acide carbonique et les gaz oxygénés à
diverses températures et se combine à l'oxyde de carbone.
Le principal composé avec les halogènes est le chlorure. Il forme également un iodure CsI
cristallisant, ainsi que des poly-iodures CsI 7 et CsI 9 . L‟ion Cs
+ a un rayon de 1,69 Å, comme il peut
par sa taille, être entouré de 8 ions Cl
- alors que le sodium ne sera entouré que de 6 ions de Cl
-
. Les
perchlorates et hexa-chlorates de potassium, de rubidium et de césium sont plutôt insolubles dans
l‟eau. Les alcalins forment une grande variété de composes avec les carbonates. Le carbonate
Cs 2 CO 3 est très soluble alors que le CsHCO 3 l‟est peu [4]. (voir Tableau 18 en Annexe I).
I.2.3. Nucléaires et radioactives
Plus que tout autre élément le césium possède 31 isotopes dont la masse varie de 114 à 145. Ceux-ci
sont tous radioactifs à l'exception d‟un seul isotope stable, l'isotope 133. La fission de l'uranium 235
dans un réacteur donne de nombreux produits de fission ; les plus abondants ont des masses
comprises entre 85 et 105 d'une part et 130 et 150 d'autre part. Les isotopes radioactifs du césium
formes dans le combustible sont des produits de fission (
137 Cs,
138 Cs,
136 Cs) ou de capture
neutronique sur le
133 Cs stable (
134 Cs). La période de décroissance radioactive est supérieure à
l‟année uniquement pour les isotopes 134 (2,2 ans), 135 (2,9.10
6 ans) et 137 (30,2 ans). Chacun de
ces derniers se délabre en émettant une particule bêta (voir Tableau 1). Les demi-vies des autres
isotopes de césium sont moins de deux semaines. Leurs propriétés radioactives sont regroupées
dans le Tableau 19 (voir Annexe I).
Isotope
Demi-vie
Activité
Spécifique
(Ci/g)
Type de
désintégration
Énergie d’irradiation
(MeV)
Alpha
(α)
Beta
(β)
Gamma
(γ)
Cs-134
2,1 ans
1,300
β
-
0,16
1,6
Cs-135
2,9 million années
0,0012
β
-
0,067
-
Cs-137
30,15 ans
88
β
-
0,19
-
Ba-137m
(95%)
2,6 min
540
TI
-
0,065
0,60
Tableau 1 : Propriétés radioactives des principaux isotopes de césium et l‟un de ces
radionucléides associés.