Qu’est-ce que le polonium – et pourquoi est-il si dangereux?

Un rapport médico-légal suisse sur les restes exhumés de l’ancien dirigeant palestinien Yasser Arafat suggère aujourd’hui que l’empoisonnement au polonium en a été la cause de la mort – mais qu’est-ce que le polonium et pourquoi est-il si mortel?

Premièrement, nous devons comprendre les bases de la radioactivité.

La radioactivité est le (terme donné à) l’émission de certaines particules ou ondes électromagnétiques causées par la dégradation des noyaux en atomes. Les éléments peuvent varier de sorte qu’ils ont différents nombres de neutrons dans leurs noyaux; ceux-ci sont appelés isotopes.

La demi-vie d’un isotope est le temps qu’il faut à la moitié de la matière de départ d’un échantillon pour être convertie, ou décomposée, en un autre produit (après cette période, la moitié du le matériel est parti). La radioactivité d’un matériau est inversement proportionnelle à sa demi-vie (si quelque chose a une longue demi-vie, la quantité de rayonnement qu’il émet par seconde est inférieure).

thierry ehrmann sous licence Creative Commons BY 4.0 Marie et Pierre Curie, découvrent du polonium

Haute radioactivité, haute létalité

Le polonium est un composé hautement radioactif Heavy métal. C’est sans doute le matériau connu le plus mortel. Bien qu’il ait quelques utilisations industrielles mineures, il est surtout connu pour ses liens avec d’éventuels assassinats. Il est également utilisé pour produire des neutrons au cœur des armes nucléaires.

Découvert par Marie Curie, l’élément a été nommé d’après son pays d’origine, la Pologne. Le polonium est l’élément 84 dans le tableau périodique et tous ses isotopes sont radioactifs. Leurs demi-vies varient entre quelques millionièmes de seconde et 103 ans.

Lorsque le polonium est discuté dans les médias, c’est généralement dans le contexte de l’isotope polonium-210 (210Po). Cet isotope a une demi-vie de 138 jours, donc bien que le matériau ait une radioactivité très élevée, il est suffisamment stable pour être transporté (généralement à partir d’un emplacement avec des réacteurs nucléaires ou d’autres équipements scientifiques de haut niveau).

Le 210Po a été suggéré comme méthode d’assassinat. Les deux cas suspects les plus connus sont Alexander Litvinenko, agent du KGB devenu journaliste en 2006 et – comme mentionné ci-dessus – Yasser Arafat.

Comme l’air réagit avec les particules alpha, le polonium doit être ingéré (ou injecté) ) dans la cible de l’assassinat. Dans le cas de Litvinenko, il est allégué qu’il lui a été donné dans une tasse de thé.

La demi-vie de 138 jours du 210Po est courte, donc l’élément est très radioactif. Bien qu’il ait un point de fusion de 254 ° C, il est si radioactif que si vous fabriquiez un morceau de 1g de 210Po, il créerait tellement de chaleur qu’il fondrait. Le liquide semble briller en bleu en raison de l’interaction des particules alpha avec l’air environnant.

Effets du polonium

La toxicité des matières radioactives est généralement mesurée en termes de rayonnement émis et / ou absorbé. Cependant, à comparer avec des toxines plus conventionnelles, la dose létale médiane (DL50) pour 210Po qui est généralement citée est d’environ 1 μg, soit un millionième de gramme.

Soit un dix millième de la dose de VX – le gaz neurotoxique le plus puissant.

La contamination est traitée de la même manière que les autres intoxications aux métaux lourds, avec des agents chélateurs qui se lient au métal et le rendent plus susceptible d’être excrété. Cependant, une fois qu’une victime présente les symptômes d’un empoisonnement au 210Po, les effets sont susceptibles d’être mortels.

Le type de rayonnement est également un facteur de la dangerosité d’un matériau. Le rayonnement émis par 210Po est appelé une particule alpha.

La particule alpha est un noyau d’hélium (deux protons et deux neutrons). Cette particule relativement grosse ne voyagera pas loin dans l’air et est arrêtée par un morceau de papier. Cependant, il extrait les électrons d’autres éléments (les ionisant). À leur tour, les éléments ionisés sont hautement réactifs et capables de subir des réactions qui ne se produiraient normalement pas dans un corps humain.

Donc, contrairement à l’image d’un rayonnement endommageant l’ADN et causant le cancer, les particules alpha agissent plus comme une normale poison, mais endommageant de nombreux systèmes biologiques différents plutôt que de cibler un type de molécule.

Les effets de l’empoisonnement au polonium sont en fait ceux de l’intoxication aiguë par les radiations. Celles-ci surviennent dans la journée suivant l’exposition à une forte dose de rayonnement ionisant. Les effets sont tous basés sur des dommages survenant aux cellules à croissance rapide du corps:

• moelle osseuse – une baisse du nombre de cellules sanguines provoquant de la fatigue
• cellules gastro-intestinales – provoquant des vomissements et nausées
• cellules folliculaires – provoquant la chute des cheveux.

Détection du polonium

En raison de la forte radioactivité du polonium, il est habituel de le détecter en faisant l’utilisation de la façon dont il se décompose. La vitesse (énergie) des particules alpha produites par le rayonnement est spécifique à l’isotope qui les émet et laisse une sorte de signature, avec laquelle l’isotope d’origine peut être identifié.

Un échantillon de fluide suspecté de contenir du polonium est séché sur une surface et l’énergie des particules émises est mesurée. Le nombre de particules avec une énergie particulière est directement proportionnel à la quantité de cet isotope dans l’échantillon.

La courte demi-vie rend le 210Po très difficile à étudier. Il est particulièrement difficile de rechercher les restes de contamination au 210Po une fois qu’un laps de temps significatif s’est écoulé.

La mesure des rapports de produits de dégradation stables des différents isotopes du polonium pourrait donner un aperçu de la survenue d’un empoisonnement , mais cela dépend de la composition initiale de l’échantillon de polonium et il est susceptible d’être contaminé.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation en 2013. Lire l’article original.