Le tritium

Le tritium est un isotope radioactif de l'hydrogène qui émet des électrons bêta. Son noyau est constitué d'un proton et de deux neutrons. Le tritium est trois fois plus lourd que l'hydrogène ordinaire dont le noyau est réduit à un proton, et une fois et demie plus lourd que le deutérium dont le noyau est constitué d'un proton et d'un neutron.

Le tritium n'existerait pas dans notre environnement, s'il n'était produit en très petite quantité dans l'atmosphère par le rayonnement cosmique. La période de ce noyau instable est de 12,3 années, une durée de vie faible comparée à celle des déchets à vie longue des réacteurs. Cette disparition relativement rapide empêche que cet élément ait le temps de s'accumuler beaucoup.

Du fait de sa période relativement courte, le tritium est généralement considéré comme un élément très radioactif. Mais les conséquences de son caractère radioactif se trouvent heureusement atténuées du fait des caractéristiques de sa désintégration. L'énergie moyenne de l'électron est exceptionnellement faible : 5,7 keV à comparer avec plusieurs centaines de keV en général pour les désintégrations bêta. Par ailleurs, le tritium n'émet pas de rayons gamma.

Le tritium est très mobile comme l'hydrogène. Il se combine avec de l'oxygène pour former de l'eau tritiée. Il pénètre facilement dans l'organisme, à travers le cycle de l'eau, et entraîne une exposition interne. Toutefois le tritium s'élimine rapidement. Sa période biologique de l'ordre de 10 jours est beaucoup plus courte que les 12,3 années de sa période radioactive. Un noyau de tritium seulement sur 650 se désintègre durant un trajet dans le corps humain. En raison de la faible énergie de la désintégration, le parcours dans la matière de l'électron bêta n'excède pas quelques microns. Le tritium possède pour ces raisons une très faible radiotoxicité.

En biologie, le tritium est utilisé pour marquer l'hydrogène et étudier son métabolisme. On a pu ainsi évaluer la durée du cycle biologique de l'hydrogène dans le corps humain entre 6 et 9 jours.

Dans la vie courante, il a remplacé le radium pour rendre luminescents les cadrans de certaines montres et les instruments de bord pour la navigation de nuit.

Du tritium est produit par capture de neutrons dans l'eau qui sert au refroidissement des réacteurs (*). Il y a du tritium dans les déchets radioactifs issus des usines de retraitement car il est produit lors de fissions rares - des fissions ternaires - au sein du combustible des réacteurs (*).

La réaction de fusion du deutérium et du tritium est la réaction thermonucléaire qui libère le plus d'énergie et qui sera exploitée dans les réacteurs basés sur la fusion nucléaire. Il faut encore prouver que de tels réacteurs pourront voir le jour. C'est l'objet des recherches entreprises à l'échelle mondiale avec le projet ITER.

Le tritium est enfin un des composants des bombes thermonucléaires, ou bombes H, les plus dévastatrices des armes nucléaires. Celles-ci n'ont heureusement jamais servi, mais le tritium en provenance des installations militaires est à l'origine de déchets tritiés qui posent problèmes, davantage en raison de la mobilité du tritium que de sa toxicité radioactive.

Sujets voisins : Uranium 238 et 235, Plutonium-239, Carbone-14, Radium, Potassium-40, Iode-131, Césium 137, Technétium-99