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ELM Élément n° 89 sur 118

Actinium (Ac)

L’actinium est si rare qu’on ne le rencontre pas en quantité mesurable dans la nature, et ses isotopes sont tous radioactifs. Pourtant, l’actinium-225 intéresse la recherche médicale pour le rayonnement alpha qu’il émet.

Par Claire Delmas · Mis à jour le

Fiche d’identité de l’actinium

Numéro atomique (Z)
89
Symbole
Ac
Masse (isotope le plus stable)
227,02775 u
Masse molaire
227,02775 g/mol
Famille
Actinides
Période · groupe · bloc
7 · aucun (bloc f) · f
Configuration électronique
[Rn] 7s² 6d¹
État à 20 °C
solide
Température de fusion
1 050,85 °C (1 324 K)
Température d’ébullition
3 197,85 °C (3 471 K)
Masse volumique
10,07 g/cm³
Électronégativité (Pauling)
1,1
Rayon atomique (van der Waals)
260 pm
1re énergie d’ionisation
5,17 eV
Affinité électronique
non mesuré
États d’oxydation
+3
Découverte
1899, par André-Louis Debierne
Nom tiré de
faisceau lumineux
Abondance dans la croûte terrestre
5,5 × 10⁻¹⁰ mg/kg
Numéro CAS
7440-34-8

Actinium n’a pas d’isotope stable présent dans la nature : la masse indiquée est celle de son isotope le plus stable.

Actinium : période 7, ligne des actinides, famille des actinides.
Ac
Électrons par couche : 2 · 8 · 18 · 32 · 18 · 9 · 2

L’actinium est un métal de la famille des actinides, placé au début de la série du bloc f. Son numéro atomique est 89 et sa masse indiquée, 227,02775 u, correspond à l’isotope actinium-227, et non à une masse atomique standard établie à partir d’un mélange naturel. Solide à température ambiante, il est surtout étudié pour sa radioactivité et pour certains isotopes produits en laboratoire.

Où trouve-t-on l’actinium ?

Aucun isotope de l’actinium n’est présent naturellement en quantité mesurable. Des traces peuvent toutefois apparaître dans les chaînes de désintégration de l’uranium : l’actinium-227 provient de la transformation de l’uranium-235, tandis que l’actinium-228 est associé à celle de l’uranium-238, indique l’Élémentarium de la Société chimique de France. Ces traces ne constituent pas une ressource exploitable comme un minerai ordinaire.

L’actinium utilisé en recherche doit donc être séparé de matières radioactives ou produit par des réactions nucléaires. Pour obtenir l’actinium-225, une voie consiste à le recueillir parmi les produits de désintégration du thorium-229. Une autre repose sur l’irradiation de cibles de thorium par des protons accélérés, suivie d’une séparation chimique, décrit le National Isotope Development Center du département américain de l’Énergie.

Pourquoi l’actinium-225 intéresse-t-il la médecine ?

L’actinium n’a pas d’usage commercial courant comme métal. L’intérêt porte surtout sur l’actinium-225, un isotope radioactif étudié pour la thérapie alpha ciblée. Dans cette approche, une molécule conçue pour reconnaître une cible biologique transporte l’isotope ; les particules alpha émises déposent leur énergie sur une très courte distance. L’idée est d’atteindre les cellules visées, mais l’efficacité et la sécurité dépendent du produit et de son évaluation clinique : l’intérêt scientifique ne signifie pas qu’un traitement soit automatiquement disponible ou adapté à tous.

L’actinium-225 se désintègre en francium-221 et sa demi-vie est d’environ dix jours. Cette durée limite complique la production, la préparation et l’acheminement, ce qui explique les efforts consacrés à diversifier ses méthodes de production. Le département américain de l’Énergie décrit à la fois l’approvisionnement à partir du thorium-229 et les travaux sur la production par accélérateur. L’entrée PubChem consacrée à l’actinium recense aussi l’intérêt de l’isotope en médecine et en recherche.

L’élément n’est donc pas un médicament en soi : c’est un radionucléide qui peut être incorporé à des composés radiopharmaceutiques. Les recherches portent sur la façon de l’attacher à des molécules vectrices et de contrôler les produits formés lors de sa désintégration. L’actinium-227, lui, est notamment un produit radioactif de la chaîne de l’uranium-235 ; il ne faut pas le confondre avec l’actinium-225, visé par les recherches thérapeutiques.

Que révèle sa place dans la famille des actinides ?

L’actinium ouvre la série des éléments de la famille des actinides, qui comprend notamment le thorium, l’uranium et le plutonium. Sa position dans le bloc f et sa configuration électronique, [Rn]7s² 6d¹, aident à situer son comportement parmi les éléments lourds. L’état d’oxydation indiqué pour l’actinium est +3 : dans ses composés, il forme donc principalement des ions Ac³⁺.

André-Louis Debierne l’a découvert en 1899. Son nom vient du grec aktinos, « rayon » ou « faisceau lumineux », en référence au rayonnement associé à sa radioactivité. Tous ses isotopes connus étant instables, l’actinium reste un élément de recherche spécialisé plutôt qu’une matière première d’usage quotidien.

Questions fréquentes

Quelle est la masse molaire de l’actinium ?

L’actinium n’a pas de masse atomique standard, faute d’isotope stable présent dans la nature. On retient la masse de son isotope le plus stable, 227,02775 u, soit environ 227,02775 g/mol.

Quel est le numéro atomique de l’actinium ?

Le numéro atomique de l’actinium est 89 : son noyau compte 89 protons, et l’atome neutre autant d’électrons. Son symbole chimique est Ac.

Quelle est la configuration électronique de l’actinium ?

La configuration électronique de l’actinium est [Rn] 7s² 6d¹, soit 2, 8, 18, 32, 18, 9, 2 électrons répartis de la première à la dernière couche. L’actinium appartient au bloc f du tableau périodique.

L’actinium est-il dangereux ?

L’actinium est radioactif, mais le risque dépend de l’isotope, de son activité, de la forme du matériau et des conditions d’exposition. Les isotopes ne se manipulent pas comme un métal courant : leur production et leur usage relèvent d’installations et de protocoles adaptés aux matières radioactives. La rareté de l’actinium naturel ne signifie pas que des sources de laboratoire soient sans risque.

L’actinium-225 est-il déjà un traitement contre le cancer ?

L’actinium-225 est étudié pour la thérapie alpha ciblée et fait l’objet de recherches cliniques, mais cela ne signifie pas qu’il soit un traitement autorisé ou indiqué pour chaque cancer. Le statut d’un produit dépend des essais, de son évaluation et des autorisations applicables. Il faut distinguer un isotope prometteur en recherche d’un traitement dont l’efficacité et la sécurité sont établies pour une indication précise.

Quelle différence entre l’actinium-225 et l’actinium-227 ?

Ce sont deux isotopes du même élément : ils ont tous deux 89 protons, mais diffèrent par leur nombre de neutrons et leur comportement radioactif. L’actinium-225 est principalement étudié pour la thérapie alpha ciblée. L’actinium-227 apparaît en traces dans la chaîne de désintégration de l’uranium-235 et possède une durée de vie radioactive bien plus longue.

Sources des données

Valeurs relevées le 3 octobre 2026. Températures et masses volumiques à pression atmosphérique ; une valeur « non mesuré » n’est pas connue expérimentalement.