Des chercheurs de l'équipe PCMT en couverture intérieure d’Angwente Chemie

Découvert il y a plus d’un siècle, le protactinium reste l’un des éléments chimiques les plus mystérieux du tableau périodique. Cet élément radioactif, appartenant à la famille des actinides, possède des propriétés chimiques atypiques qui intriguent les scientifiques depuis des décennies.

Dans une étude récente publiée dans la revue Angewandte Chemie, des chercheurs de l'équipe PCMT ont contribué à un travail collaboratif mené avec des équipes d’IJCLab (CNRS/Université Paris-Saclay), de l’ISCR (CNRS/Université de Rennes), du synchrotron SOLEIL et du CEA DAM. Cette étude s’est penchée sur la nature d’une liaison chimique très particulière du protactinium : la liaison dite « mono-oxo », une liaison courte entre l’atome de protactinium et un atome d’oxygène.Contrairement à d’autres actinides comme l’uranium, qui forment deux liaisons avec l’oxygène, le protactinium n’en forme qu’une seule. Restait à comprendre si cette liaison était stable ou si elle disparaissait selon l’environnement chimique.Pour répondre à cette question, les chercheurs ont étudié le protactinium dans des solutions contenant du chlorure, dans des concentrations allant de modérées à extrêmes.

Les expériences, réalisées au synchrotron SOLEIL à l’aide de faisceaux de rayons X très intenses, ont permis d’observer directement l’environnement chimique de l’atome. Les résultats montrent que la liaison mono-oxo persiste même dans ces conditions sévères, contrairement à ce qui avait été observé auparavant dans d’autres milieux chimiques.Mieux encore, les mesures expérimentales obtenues s’accordent désormais avec les calculs théoriques de chimie quantique qui avaient prévu la stabilité de cette liaison dans le milieu chloré, mettant fin à un désaccord qui durait depuis plusieurs années.

Ces avancées améliorent notre compréhension fondamentale de la chimie des actinides, des éléments clés dans le domaine de l’énergie nucléaire et de la gestion des déchets radioactifs.

L'article complet est à retrouver ici : https://onlinelibrary-wiley-com.ressources-electroniques.univ-lille.fr/doi/10.1002/anie.202518403