L’einsteinium est un élément chimique artificiel de symbole Es. Son numéro atomique, 99, indique que chaque atome possède 99 protons. Il appartient aux actinides, la série d’éléments lourds placée dans le bloc f du tableau périodique. Comme ses isotopes sont radioactifs et disponibles en quantités infimes, on ne le rencontre pas dans les objets courants : son intérêt est principalement scientifique.
Où trouve-t-on l’einsteinium ?
Aucun isotope de l’einsteinium n’est présent naturellement en quantité mesurable. L’élément a été identifié en 1952 dans les débris de l’essai thermonucléaire Ivy Mike, mené dans le Pacifique. L’analyse des débris a révélé plusieurs éléments lourds, dont l’einsteinium et le fermium, produits par une succession de captures de neutrons suivies de désintégrations radioactives, comme le rapporte le récit historique de l’American Chemical Society. La découverte a été annoncée quelques années plus tard. Le nom rend hommage au physicien Albert Einstein.
Aujourd’hui, l’einsteinium est fabriqué dans des installations spécialisées. Une méthode consiste à irradier des actinides plus légers, notamment du curium, avec des neutrons dans un réacteur à haut flux. Les noyaux capturent des neutrons, puis se transforment au fil de réactions nucléaires ; il faut ensuite séparer chimiquement les éléments obtenus. Cette chaîne est complexe et donne très peu de matière. En 2021, une équipe de chercheurs a décrit la préparation d’un échantillon à partir de curium irradié dans le réacteur du laboratoire national d’Oak Ridge, en soulignant les difficultés liées aux impuretés et à la rareté du produit, selon le laboratoire national Lawrence Berkeley.
Ce que sa place parmi les actinides révèle
L’einsteinium se situe en période 7 et dans le bloc f. Il appartient à la famille des éléments actinides, qui comprend aussi l’uranium, le plutonium et le curium. Sa configuration électronique fait intervenir des électrons de la sous-couche 5f, caractéristique de cette zone du tableau. Dans les composés étudiés, l’état d’oxydation indiqué pour l’élément est +3 : autrement dit, l’atome peut former un ion Es³⁺ en perdant trois électrons.
La masse atomique affichée pour l’einsteinium est 252,083 u. Ce nombre correspond à la masse de l’isotope le plus stable, et non à une moyenne mesurée dans un échantillon naturel, puisqu’il n’existe pas d’abondance naturelle permettant d’en calculer une. L’einsteinium possède plusieurs isotopes connus, tous instables. La demi-vie, durée au bout de laquelle la moitié des noyaux radioactifs d’un échantillon se sont désintégrés, dépend de l’isotope considéré.
À quoi sert-il concrètement ?
L’einsteinium n’a pas d’usage industriel ou courant établi. Les quantités produites sont trop faibles et sa radioactivité complique sa manipulation. Son emploi se limite principalement à la recherche fondamentale : étudier la chimie des actinides, mesurer certaines propriétés de l’élément et produire, dans des expériences spécialisées, des noyaux plus lourds. PubChem indique que les usages hors recherche fondamentale sont absents et que l’étude de l’einsteinium reste difficile en raison du rayonnement et de la chaleur émis par ses isotopes.
Ce travail est précieux parce que les propriétés des éléments très lourds sont difficiles à mesurer directement. Des expériences menées sur de minuscules échantillons permettent de tester les modèles de chimie nucléaire et de mieux décrire le comportement des actinides. Mais le danger radiologique impose des installations, des procédures de confinement et une expertise adaptées : l’einsteinium n’est pas une substance à manipuler en dehors de laboratoires spécialisés.