Strontium 90

Il est caractérisé par :

• un défaut de masse de 85 941 863 ± 2 727 eV/c²
• une énergie de liaison nucléaire de 782 631 486 ± 2 730 eV [1].

Un gramme de strontium 90 pur présente une radioactivité de 5,11 TBq. Son rayonnement bêta est peu pénétrant, ce qui le rend difficile à mesurer quand il est dans le sol ou une matrice. Il est très nocif quand la particule est inhalée ou ingérée.

Il donne de l'yttrium 90 par désintégration β⁻ avec une énergie de désintégration de 546 keV et une période radioactive de 28,79 ans. L'isotope ⁹⁰Y se désintègre à son tour en zirconium 90 stable par désintégration β⁻ avec une énergie de désintégration de 2 282 keV et une période radioactive de 64,053 heures :

Le strontium 90 est donc un émetteur β⁻ quasiment pur, il est donc facile de s'en protéger. Ceci lui vaut de nombreuses application industrielles et médicales. Un kilogramme de strontium 90 en équilibre avec l'yttrium 90 formé (0,0254 % d'yttrium) dégage une chaleur de 2 315 W pour une activité totale de 10,22 PBq. Avec une puissance spécifique d'environ 930 W/kg, il a été utilisé en URSS et en Russie sous forme de fluorure de strontium SrF₂, voire de titanate de strontium SrTiO₃ comme source d'énergie dans des générateurs thermoélectriques à radioisotope pour des phares isolés.

Le strontium 90 est un produit de fission dont le rendement de fission et la période sont très comparables au césium 137 ; toutefois étant donné qu'il est émetteur β⁻ quasiment pur, il n'est pas utilisé comme référence pour zoner ou catégoriser la contamination de l'environnement en cas d'accident.

Ce radioélément ne produit que des rayons bêta peu pénétrants, « ce qui n’enlève rien à sa nocivité » rappelle l'IRSN[2], pour l'ADN notamment, même à faible dose[3].
Sa radiotoxicité est a priori due au rayonnement bêta émis par le 90Sr à chaque désintégration. Ce rayonnement n'a qu'un très faible taux de pénétration (150-200 μm dans les tissus vivants) mais il est de haute énergie, ce qui pose problème quand le rayonnement ionisant est produit dans la cellule près de l'ADN ou dans le tissu osseux (notamment dans l'endoste et dans les cellules tapissant le tissu osseux (cellules stromales de la moelle osseuse) ou les cellules souches hématopoïétiques ; on constate alors des mutations de l'ADN et un vieillissement accéléré des cellules touchées[4].

La mobilité et cinétique environnementale de ce radionucléide sont encore mal comprises. Le strontium 90 a été étudié, comme le césium 137, du point de vue de son transport par l'eau de ruissellement et la nappe, dont par le Laboratoire d'études des stockages de surface[2], notamment dans la zone de Tchernobyl où « une grande quantité de déchets radioactifs (sous forme de particules de 1 centième de millimètre à 1 millimètre) a été enfouie dans des tranchées de fortune ». Dans ce cas, la nappe phréatique « baigne une couche de sable de 5 à 7 m d’épaisseur, et dont la vitesse d’écoulement est comprise entre 0,5 et à 5 mètres par an »[2]. Les chercheurs y font des mesures de radioactivité, et étudient les phénomènes de précipitations. On a ainsi pu suivre une « dissolution partielle des particules de combustible », et « la mise en évidence de plusieurs catégories de particules a conduit à réviser les modèles de dissolution existants qui ne prenaient en compte que des particules composées d’oxyde d’uranium plus ou moins transformé »[2]. A Tchernobyl, le strontium 90 stocké dans les tranchées a contaminé la nappe phréatique (environ 10 000 Becquerels par litre (Bq/l) à la verticale de la tranchée à environ 100 Bq/l à quelques dizaines de mètres dans le plan horizontal en aval de la tranchée ; contamination distante qui montre que le strontium 90 migre avec l'eau, les facteurs expliquant les différences de vitesse de migration ou leurs mécanismes sont encore mal compris. De plus seule une partie du strontium est à ce jour lixiviée, une partie s'est fixée sur les grains de sable, sans que l'on sache comment la situation va évoluer, notamment en cas d'acidification des pluies, de réchauffement climatique, de modification locale de la qualité des sols, etc[2].

Le strontium 90 est un des principaux produits de fission issu des réacteurs nucléaires électrogènes. Il peut donc être produit, mélangé au strontium 88, en quantité importante par extraction chimique dans l'usine de retraitement des combustibles usés.

Articles connexes

Liens externes

Bibliographie

Références