Césium Cs

Découverte

Le césium fut le premier élément découvert au spectroscope. En 1860, à Heidelberg, Robert Bunsen et Gustav Kirchhoff évaporèrent de l'eau minérale de Dürkheim, placèrent le résidu dans une flamme et examinèrent la lumière.

Ils virent deux raies bleues brillantes ne correspondant à aucun élément connu. L'élément était si dilué qu'il fallut concentrer des dizaines de milliers de litres d'eau pour obtenir quelques grammes de ses sels, mais les raies spectrales suffirent à les convaincre de sa nouveauté.

Le césium métallique fut obtenu pour la première fois en 1882 par le chimiste suédois Carl Setterberg, qui électrolysa du cyanure de césium. Après la mise au point des horloges atomiques au césium au milieu du XXe siècle, le Système international d'unités redéfinit la seconde en 1967 à partir de l'atome de césium 133.

Origine du nom

Le nom vient du latin caesius, « bleu ciel » ou « gris bleuté », d'après les raies bleues de son spectre. L'UICPA écrit caesium en anglais, tandis que l'usage américain préfère cesium ; le français écrit césium. Le symbole est Cs.

Principales utilisations

• Horloges atomiques et étalons de temps : une seconde est définie comme 9 192 631 770 périodes du rayonnement émis par l'atome de césium 133 lorsqu'il bascule entre deux états d'énergie. Les horloges au césium sont le socle des étalons de temps nationaux et de la navigation par satellite.
• Fluides de forage : la saumure de formiate de césium, dense et relativement inoffensive, est utilisée dans les puits de gaz à haute pression.
• Sources de rayonnement : le césium 137 a servi en radiothérapie et dans les irradiateurs de sang, et il est encore utilisé dans les jauges industrielles d'épaisseur et de densité.
• Dispositifs photoélectriques et détecteurs : le césium libère facilement des électrons sous l'effet de la lumière et a servi dans les cellules photoélectriques, et les cristaux d'iodure de césium détectent les rayonnements.

Isotopes

Le césium possède un seul isotope stable, le césium 133. Les césium 137 (demi-vie d'environ 30 ans) et césium 134 (environ 2 ans), radioactifs, sont produits par la fission et furent des sources majeures de contamination des sols et des aliments après l'accident de Tchernobyl en 1986 et celui de Fukushima en 2011. Comme le césium se comporte comme le potassium, il se dissout facilement dans l'eau et il est aisément absorbé par les êtres vivants.

Dans la vie quotidienne

Le césium est principalement extrait de la pollucite, et la mine Tanco, au Manitoba (Canada), en fut longtemps une source majeure. Peu de gens voient un jour le métal pur, que les laboratoires conservent dans des ampoules de verre sous argon.

En 1987, à Goiânia, au Brésil, une source de chlorure de césium 137 récupérée dans un appareil de radiothérapie abandonné fut prise pour une curiosité luminescente et circula entre de nombreuses personnes ; quatre personnes moururent. L'accident conduisit à un contrôle bien plus strict des sources radioactives. Une contamination interne par le césium 137 peut être traitée avec du bleu de Prusse, qui aide l'organisme à l'éliminer.