Césium (Cs)

Un métal qui porte bien son nom

Le Césium a été découvert en analysant la lumière émise par une flamme dans laquelle on a projeté le sel issu de l’eau minérale de Durckheim. C’est ainsi que Bunsen et Kirchhoff, en 1860, ont observé deux raies bleues caractéristiques, l’une à 455.5 nm et l’autre à 459.7 nm. Ils l’ont attribuée à un métal inconnu, dont ils ont isolé peu après le chlorure. Et c’est cette couleur qui a suggéré le nom de Césium, qui vient de caesium, signifiant «bleu du ciel» en latin.

Le Césium est un métal alcalin, c’est-à-dire ressemblant au sodium et au potassium, avec qui on le trouve souvent mélangé en faible proportion. Mais c’est un métal très rare, même dans les minerais habituels des alcalins, sauf dans la pollucite, trouvée en Suède et à l’île d’Elbe, qui a la formule Cs₄Al₄H₂(SiO₃)₉.

Des propriétés étranges...

Le Césium métallique est un métal brillant qui présente quelques particularités étranges:

1. Tout d’abord, il fond à 28.5°C, donc en dessous de la température du corps.

2. D’autre part, il s’enflamme instantanément au contact de l’air, et se transforme en superoxyde de césium CsO₂, qui a une couleur rouge. On le conserve donc sous pétrole. Mais il faut manipuler ce métal à l’abri de l’air, sous atmosphère d’azote par exemple.

On ne lui connaît que peu d’emplois. On l’utilise dans les cellules photoélectriques: éclairé par de la lumière violette ou ultra-violette, il émet des électrons dans l’espace autour de lui: on peut capter ces électrons par une plaque métallique, et donc mesurer l’intensité de la radiation qui les a créés.

Les composés de césium ont les mêmes propriétés chimiques que ceux des autres métaux alcalins comme le sodium et de potassium. La seule caractéristique chimique typique du césium est que son carbonate est le seul à être soluble dans l’alcool absolu.

Une mauvaise réputation

L’isotope Cs-137 a acquis une réputation peu recommandable, car il est l’un des principaux produits de la fission de l’Uranium et du Plutonium. Comme il a une période de 30 ans, il constitue l’un des produits de fission les plus couramment observés sur Terre. Entre 1945 et 1964, l’URSS et les USA ont fait exploser un grand nombre de bombes atomiques dans l’atmosphère. Poussées par les vents, les retombées radioactives ont été peu à peu répandues dans le monde entier. Et la contamination ambiante en Césium-137 a cru très vite dans les années 1960. Et elle est particulièrement dangereuse, parce que les plantes ne le distinguent pas des autres éléments alcalins, et l’absorbent facilement.

En 1964, le niveau de contamination au Cs-137 sur toute la Terre avait atteint le 1/10 de celui où il aurait fallu décontaminer toute la nourriture de la planète pour continuer à y vivre. Les USA et l’URSS ont alors conclu un accord et ont arrêté leurs essais nucléaires aériens. La contamination mondiale en Césium-137 a alors régressé. Le Cs-137 n’a pas disparu: il a été peu à peu emporté dans les océans. Son niveau sur Terre est retombé à un niveau indétectable dans les années 1980, et n’est plus remonté depuis.

Texte: Maurice Cosandey et Rédaction SimplyScience.ch