Savoir et comprendre

Caractéristiques physiques

Découvert en 1898 par Marie Curie, le polonium 210 (²¹⁰Po) est un radionucléide naturel omniprésent à l’état de traces dans l’environnement avec ses précurseurs, le radon 222 et le plomb 210. C’est le plus abondant des 33 isotopes du polonium et sa période radioactive (temps au bout duquel la moitié de la radioactivité a disparu) est de 138,4 jours. 

Son activité radioactive spécifique est très élevée : 1,66.1014 Bq par gramme de ²¹⁰Po (le Becquerel est l’unité de mesure de la radioactivité ; 1 Bq correspond à une désintégration par seconde). Au cours de sa transformation en plomb 206 stable, il émet à 99,999% de particules alpha d’énergie égale à 5,304 MeV qui se déposent très localement dans la matière (trajet de quelques microns) et à 0,001% de rayonnements gamma d’énergie à 0,80 MeV.

Origine

Le radon 222, gaz radioactif précurseur du ²¹⁰Po, est à l’origine d’une présence permanente de polonium 210 sous forme d’aérosols en suspension dans l’atmosphère à raison d’une concentration dans l’air de l’ordre de 50 Bq/m³. Il est également émis en abondance par l’activité volcanique. 

Le ²¹⁰Po se retrouve également dans les premiers centimètres des sols sous l’effet de la décroissance radioactive du radon 222 dans les couches superficielles du sol et des retombées atmosphériques du ²¹⁰Po en suspension dans l’air. Sa concentration dans les sols varie de 10 à 200 Bq/kg (sol sec), mais elle peut être nettement plus élevée dans les résidus d’exploitation des mines d’uranium (15000 à 22000 Bq/kg). Il est à noter la présence de polonium 210 dans les feuilles de tabac du fait de l’utilisation d’engrais phosphatés par les cultivateurs qui explique la présence plus importante de polonium 210 chez les fumeurs.

Le ²¹⁰Po a également une origine artificielle : il peut être produit dans un réacteur nucléaire par bombardement neutronique de bismuth 209, générant ainsi du bismuth 210 qui se transforme alors en polonium 210 selon une période physique de 5 jours.

Dans l’industrie, le polonium peut être utilisé dans les appareils qui ionisent l’air pour éliminer l’électricité statique ou encore en tant que source d’énergie dans les satellites. Associé au béryllium, il peut également être utilisé comme source de neutrons.

Modalités d’exposition et risques pour la santé

Du fait de son activité spécifique très élevée, le polonium 210 est une substance extrêmement toxique pour l’homme : quelques microgrammes suffisent à entraîner le décès, ce qui fait de cet élément une substance environ un million de fois plus toxique que le cyanure de sodium ou de potassium. L’intoxication d’une personne peut résulter d’une inhalation ou d’une ingestion de polonium 210 mis en solution dans une boisson ou incorporé dans des aliments.

Une fois incorporé dans l’organisme, environ la moitié du polonium 210 sera éliminé dans les urines selon une période biologique de l’ordre de 50 jours (l’organisme a besoin de 50 jours pour éliminer la moitié du polonium incorporé). L’autre moitié se fixera au niveau du foie, de la rate, des reins et de la moelle osseuse.

Au niveau de la moelle osseuse, le polonium 210 est responsable d’une destruction des cellules à partir desquelles sont produites les cellules sanguines (globules rouges, globules blancs, plaquettes). La diminution, voire la disparition, des globules blancs dans le sang rend alors la personne intoxiquée très sensible aux infections du fait de la perte de ses défenses immunitaires.

En cas d’intoxication importante, un syndrome d’irradiation aigue associant nausées, vomissements, perte de cheveux et perte des défenses immunitaires pourra être observé, comme cela a été le cas en novembre 2006 chez l’ancien espion russe Alexander Litvinenko.

Mesure du polonium 210 chez l’homme

Une contamination par le polonium 210 peut être révélée par sa mesure dans les urines prélevées chez la personne exposée. Le ²¹⁰Po peut également être mis en évidence dans le sang, le foie, la rate ou les os.

Les limites de détection sont basses : environ 10 mBq/L dans les urines et 1 Bq/kg de poids sec dans les denrées alimentaires. Cependant, la mesure du polonium 210 nécessite de disposer d’équipements sophistiqués que seuls des laboratoires de métrologie nucléaire possèdent.

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