Francium (Fr)

Le métal le plus fugace de la nature, baptisé en l'honneur de la France.

Le francium est un métal alcalin, cousin du sodium et du césium, mais si radioactif qu'il n'existe jamais plus de quelques instants. Son isotope le plus stable, le francium 223, a une demi-vie de 22 minutes : au bout de ce temps, la moitié des atomes d'un échantillon s'est déjà désintégrée. Personne n'en a jamais vu un morceau à l'œil nu. Il a été découvert en 1939 par une Française, Marguerite Perey.

Numéro atomique: 87
Symbole: Fr
Masse atomique: 223 u
Famille: Métaux alcalins
État à 0 °C: Solide
Découverte: 1939, Marguerite Perey

Origine du nom

De la France, patrie de sa découvreuse.

À quoi il ressemble

Jamais observé en quantité visible : un échantillon se vaporiserait sous l'effet de sa propre radioactivité. Par analogie avec le césium, on suppose qu'il s'agirait d'un métal mou, à l'éclat doré ou argenté, fondant à peine au-dessus de la température ambiante. Les plus gros « échantillons » jamais réunis sont des nuages de quelques centaines de milliers d'atomes piégés par des lasers.

Où le trouve-t-on ?

Il apparaît en traces infimes dans les minerais d'uranium et de thorium, comme maillon éphémère de leurs chaînes de désintégration. On estime qu'à tout instant, la croûte terrestre entière n'en contient que quelques dizaines de grammes au plus, dispersés atome par atome. C'est l'un des éléments naturels les plus rares.

Comment on le produit

On le fabrique en laboratoire, atome par atome, en bombardant une cible d'or avec un faisceau d'ions oxygène dans un accélérateur de particules, ou à partir de la désintégration de l'actinium 227. Les atomes produits sont ensuite piégés et refroidis par des lasers pour être étudiés pendant quelques secondes ou minutes.

À quoi sert-il ?

Recherche fondamentale uniquement
Tests de précision de la physique atomique (structure des atomes lourds)
Étude des interactions faibles dans le noyau

Au quotidien

Aucun — sa durée de vie est bien trop courte pour un usage pratique

Rôle dans le vivant

Aucun rôle biologique. Il n'a jamais été présent en quantité suffisante pour que son comportement dans un organisme soit étudié en détail ; il se comporterait probablement comme le potassium ou le césium.

Dangers

Théoriquement très dangereux, à la fois par sa radioactivité intense et par sa réactivité chimique d'alcalin (réaction violente avec l'eau). En pratique, le risque est nul pour le public : il n'en existe jamais assez pour poser problème.

Histoire

Mendeleïev avait prédit un « éka-césium » sous le césium. Après plusieurs fausses découvertes (« virginium », « moldavium »), Marguerite Perey, ancienne préparatrice de Marie Curie, l'identifie en 1939 à l'Institut du radium à Paris, en étudiant la désintégration de l'actinium. Elle le nomme francium en l'honneur de la France.

Le saviez-vous ?

C'est le dernier élément découvert d'abord dans la nature ; tous ceux trouvés ensuite ont été fabriqués par l'homme avant d'être éventuellement repérés à l'état de traces.
Marguerite Perey est devenue en 1962 la première femme élue membre (correspondante) de l'Académie des sciences, que Marie Curie n'avait jamais pu intégrer.
Perey est morte d'un cancer, sans doute lié aux radiations reçues pendant sa carrière.