Berkélium Bk

Découverte

Le berkélium fut produit pour la première fois en décembre 1949 à l'université de Californie à Berkeley par Stanley Thompson, Albert Ghiorso et Glenn Seaborg. Ils projetèrent des particules alpha issues du cyclotron de 60 pouces sur de l'américium 241 et obtinrent du berkélium 243, de demi-vie d'environ 4,5 heures.

La découverte demanda plusieurs années, pour deux raisons. Il fallait accumuler assez d'américium et en faire une cible utilisable, et il fallait concevoir une nouvelle méthode chimique pour séparer l'élément de ses voisins. Prévoyant que l'élément 97 se comporterait comme le terbium, son homologue lanthanide, l'équipe mit au point une séparation par échange d'ions qui permit de l'isoler.

Au début, on ne put étudier que quelques atomes. Des quantités visibles de composés du berkélium furent obtenues au début des années 1960, après de longues irradiations de curium et d'autres cibles dans des réacteurs à haut flux. Aujourd'hui encore, il n'est produit en petites quantités que dans une poignée d'installations, notamment le High Flux Isotope Reactor du laboratoire national d'Oak Ridge, dans le Tennessee.

Origine du nom

Le terbium, situé juste au-dessus du berkélium dans le tableau périodique, tire son nom du village minier suédois d'Ytterby. L'équipe de Seaborg suivit cet exemple et nomma l'élément 97 d'après la ville où il fut découvert, Berkeley. Le symbole est Bk. Il rejoint les éléments d'Ytterby parmi les exemples les plus connus d'éléments nommés d'après une localité.

Principales utilisations

• Synthèse d'éléments superlourds : en 2009, Oak Ridge irradia des cibles pendant environ 250 jours pour produire quelque 22 milligrammes de berkélium 249. Le matériau fut envoyé à Doubna, en Russie, et bombardé par du calcium 48, ce qui conduisit à la découverte de l'élément 117, le tennesse, en 2010.
• Source de californium : le berkélium 249 se désintègre par émission bêta en californium 249, qui a lui-même servi de cible pour fabriquer l'élément 118.
• Chimie des actinides : le berkélium peut exister aux degrés d'oxydation +3 et +4, ce qui en fait un point de comparaison utile dans l'étude des actinides lourds.
• Il n'a aucune application industrielle ou médicale.

Isotopes

Le berkélium n'a aucun isotope stable. Le plus durable, le berkélium 247, a une demi-vie d'environ 1 380 ans mais il est difficile à produire. L'isotope utilisé en pratique est le berkélium 249, que les réacteurs peuvent fabriquer en quantités relativement plus grandes ; sa demi-vie est d'environ 330 jours. Comme elle est inférieure à un an, l'expérience du tennesse fut une course contre la montre : il fallait fabriquer la cible, la transporter par avion à l'autre bout du monde et l'utiliser avant qu'une trop grande part ne se désintègre. Le premier isotope découvert, le berkélium 243, dure environ 4,5 heures.

Dans la vie quotidienne

Le berkélium est pratiquement absent de la nature et n'a aucun lien avec la vie courante. On en fabrique si peu que la plupart des chimistes n'en voient jamais. En tant que substance radioactive, il devrait s'accumuler principalement dans les os s'il pénètre dans l'organisme, et comme les autres transuraniens il n'est manipulé que dans des installations étanches.