Vers les années 1920, il n'y avait que quelques cases vides dans le tableau périodique de Mendeleïev, dont le numéro 87 qui fut identifié par une femme. Et qui est donc cette femme? Dans un premier temps, nous présenterons une courte biographie de la chimiste, par la suite, nous parlerons du contexte où elle a fait sa découverte. En dernier lieu, nous chercherons à connaître les impacts sur l'environnement et la société de cette découverte.
C'est Marguerite Perey qui a découvert le francium, le numéro 87 dans le tableau périodique. Cette physicienne et chimiste française est née à Villemomble en 1909 à l'est de Paris, cadette d'une famille de 5 enfants. Elle a obtenu à l'âge de 20 ans son diplôme de technicienne chimiste, ensuite elle a trouvé un emploi auprès de l'équipe de Marie Curie avec qui elle développa une belle complicité. Marie Curie fit d'elle sa préparatrice particulière. Les qualités qui avaient déterminé ce choix s'affirmèrent au cours d'une étude délicate qui conduisit Marguerite Perey à la découverte en 1939 du premier isotope de l'élément correspondant à la case numéro 87 du tableau périodique de Mendeleïev. Après cette découverte, et tout en continuant à la perfectionner, elle a terminé une thèse de doctorat sur le francium. En 1949, Marguerite Perey a obtenu la chaire, c'est-à-dire un poste de professeur, de chimie nucléaire de l'Université de Strasbourg, où elle a alors créé un laboratoire en partie à l'origine du Centre de recherches nucléaires de Strasbourg-Cronenbourg (C.N.R.S.). Elle est décédée en 1975 et, les médecins l'ayant examinée, ont constaté que son corps et ses os émettaient le rayonnement caractéristique de l'actinium, à cause bien sûr des manipulations des sources de ce radioélément.
Mendeleïev avait prédit que le numéro 87 serait identifié vers les années 1870 et il l'appelait déjà ékacésium ou dvirudidium. L'ékacésium, qu'on appellera bientôt le francium, est l'élément le plus instable des 102 premiers, et plusieurs chercheurs y ont travaillé, sans pourtant réussir à l'isoler. Les chimistes ont étudié deux sources possibles: le minerai contenant le césium, car au départ, ils croyaient que l'ékacésium était stable, et la deuxième source a consisté en l'étude des chaînes radioactives naturelles. L'ékacésium pouvait être lié à l'élément 89, l'actinium, car un isotope naturel avait été découvert par André Debierne en 1899. Puis en 1929, Marguerite Perey se voit confier un important travail, celui de préparer des sources concentrées de cet isotope. C'est elle qui a réussi à concentrer la plus grande quantité d'actinium 227, isolé à l'époque, c'est-à-dire une dizaine de millicuries (le curie étant une unité qui correspond à 37 milliards de désintégrations par seconde). Elle travaillait toujours sous les ordres de Marie Curie, mais lorsque celle-ci fut décédée, elle a continué son travail sous la supervision d'André Debierne et d'Irène Joliot-Curie qui lui ont demandé de concocter une source très pure d'actinium 227. En continuant ses recherches, elle découvrit une «anomalie dans l'évolution de l'activité de l'actinium»: c'était un nouveau corps, l'ékacésium, nommé de césium (Cs) et de eka pour actinium. Le nom qu'on lui connaît aujourd'hui, le francium (Fr), vient de «France», car Marguerite Perey voulait honorer son pays. La découverte du francium a créé plusieurs tensions au sein du laboratoire Curie. Perey ne discutait pas de ses recherches avec Debierne et Juliot-Curie, les deux lui ayant demandé de faire des travaux pour chacun d'eux, mais à l'insu de l'autre. Lorsqu'ils ont appris qu'elle avait fait la découverte du francium, Debierne et Juliot-Curie ne sont plus parlé pendant quelques années, apprenant ce que l'autre avait fait.
Sa découverte fut présentée à la séance de l'Académie des sciences du 9 janvier 1939 et Jean Perrin a confirmé que l'ékacésium, le francium, était un métal alcalin, le plus lourd de ces métaux, et avec, pour ses isotopes, une courte durée de vie. À ce jour, il y a probablement moins d'une once de francium dans toute l'écorce de la Terre.
Pour terminer, on note au moins deux impacts en lien avec le francium ou ses composantes. Comme nous l'avons spécifié, il est un élément radioactif et très instable, donc siège de modifications internes accompagnées de l'émission soit de particules chargées électriquement, soit de rayons électromagnétiques. On appelle «radiation»la désintégration du noyau d'un atome qui émet alors trois principales sortes de rayonnements ou particules: les particules alpha, les beta et les plus dangereuses, les rayons gamma. Pour le premier impact, donc, on peut prendre l'exemple de ce qui est arrivé à Nagasaki où ont été conduits plusieurs essais nucléaires dans les années 1950 et 1960, avec de fâcheuses conséquences sur la santé - la vie! - des gens. La radioactivité a un effet sur la génétique: elle peut provoquer des mutations, c'est-à-dire des modifications des cellules reproductrices qui transmettent les caractères héréditaires. Avec les générations suivantes, les mutations s'intensifient. Sauf que les particules de la radioactivité sont invisibles et très légères, donc elles ne retombent pas directement sur le sol, pouvant tourbillonner longtemps... S'il y avait une guerre nucléaire demain, les retombées radioactives seraient bien plus importantes, car on ferait alors face à des effets à court et à long termes. Comme effet immédiat, il y aurait bien sûr la mort de centaines de milliers de gens.
Un impact positif de la radioactivité: elle sert à la médecine. C'est en 1985 que la radiologie a été mise au point et ce, grâce à la découverte des rayons X. La radiologie est une branche de la médecine qui utilise l'énergie des rayonnements ionisants soit pour établir un diagnostic ou bien pour faire des traitements; elle sert aussi à faire des échographies. La médecine nucléaire et la radiothérapie sont très importantes dans le traitement du cancer. Les doses de radiations délivrées présentent peu de risques si l'on respecte les normes et les contre-indications.
Pour conclure, nous pouvons constater que la découverte du francium a été difficile, car cet élément n'est pas très présent dans l'environnement, mais Marguerite Perey a reçu tous les compliments et les distinctions qu'elle méritait. Elle a exécuté ses recherches pratiquement sans l'aide de personne. Nous pouvons dire que cet élément n'est pas bon pour notre santé, mais d'un autre point de vue, il nous est nécessaire en radiologie, aidant à découvrir des maladies et peut-être sauver nos vies…
Bibliographie
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Recherche : Nancy Perreault, Centre Le Goéland, Sherbrooke (Québec), CANADA.
Validation du contenu : Marc Richard
Révision linguistique : Béatrice Migneault
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