Les chercheurs établissent les propriétés fondamentales de l'einsteinium, 69 ans après sa découverte

Plusieurs décennies après sa découverte, les chercheurs ont enfin réussi à établir les propriétés fondamentales de l’obscur einsteinium, qui se trouve être l’un des éléments les plus lourds du tableau périodique.

Un élément chimique particulièrement compliqué à observer

Créé pour la première fois lors de l’explosion d’une bombe à hydrogène sur l’île d’Elugelab (Pacifique Sud) en 1952, l’einsteinium s’est longtemps refusé à livrer ses secrets aux chercheurs. N’existant pas à l’état naturel, celui-ci se révèle non seulement extrêmement instable, mais également difficile à séparer des autres éléments, hautement radioactif, et a la particularité de se désintégrer rapidement.

Publiée dans la revue Nature, cette nouvelle étude menée par des chercheurs du l’université de Californie est la première du genre depuis les années 1970. Elle met en évidence les propriétés chimiques de base de cet élément, et rapproche les scientifiques de la découverte de « l’île de la stabilité », où se trouveraient certains des éléments les plus puissants susceptibles de servir de combustible nucléaire pour de futures missions spatiales propulsées par fission.

En utilisant un réacteur nucléaire spécialisé du Oak Ridge National Laboratory (Tennessee), qui constitue l’un des rares endroits où il est possible de fabriquer de l’einsteinium, l’équipe a pu créer un échantillon de 233 nanogrammes d’einsteinium pur. Bien que les chercheurs aient dû surmonter un certain nombre de difficultés, la plus problématique restait sans aucun doute la décomposition rapide de l’élément, source de rayonnement gamma.

Avec le concours du laboratoire national de Los Alamos (Nouveau-Mexique), ceux-ci ont conçu un porte-échantillon imprimé en 3D leur permettant d’observer l’einsteinium tout en se protégeant des radiations.

Des propriétés uniques

Les expériences réalisées leur ont permis de découvrir les propriétés chimiques fondamentales de l’élément, et de mesurer sa longueur de liaison, c’est-à-dire la distance moyenne entre deux atomes. Une mesure particulièrement importante, susceptible d’aider les scientifiques à prédire comment l’einsteinium interagira avec d’autres éléments.

Si cette particularité avait été prédite par le passé, l’équipe a prouvé expérimentalement que la longueur de liaison de l’einsteinium allait à l’encontre de la tendance générale pour les actinides, famille du tableau périodique composée de métaux lourds radioactifs comme l’uranium. Il s’est également avéré que l’einsteinium s’illuminait différemment des autres actinides lorsqu’il était exposé à la lumière, bien que la raison de ce phénomène reste à ce stade floue.

L’étude, qui pourrait faciliter la création d’einsteinium à l’avenir, a également jeté les bases de la réalisation d’expériences chimiques à partir de quantités extrêmement faibles de matière.

Par Yann Contegat, le 9 février 2021