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Comptes Rendus Physique
Sous presse. Epreuves corrigées par l'auteur. Disponible en ligne depuis le samedi 16 février 2019
Doi : 10.1016/j.crhy.2018.12.006
Completion and extension of the periodic table of elements beyond uranium
Achèvement et extension du tableau périodique des éléments au-delà de l'uranium
 

Robert Guillaumont
 Académie des sciences, 23, quai de Conti, 75006 Paris, France 

Abstract

In the 1940s, the search for elements beyond uranium led to the discoveries of the neutron-induced fission of uranium and of eleven trans-uranium radioelements, belonging to the actinide series. The best-known of the actinide elements is plutonium. Plutonium suffers neutron fission, as uranium, and, since 1940, humanity lives in the nuclear age, the age of the release of the fantastic nuclear energy. These discoveries resulted from continuous research efforts on natural radioelements, initiated in 1898 by Pierre and Marie Curie, and on artificial radionuclides, initiated in 1934 by Frédéric and Irène Joliot. Today, 118 elements are arranged into the modern versions of the periodic table. All the elements up to curium play a part in human activities. This paper describes how the progression of knowledge, thanks in particular to the heavy experimental means deployed in the USA before and during World War II, led to the completion and extension of the periodic table of elements. It focuses on the period 1937 to 1960 marked by the discoveries of manmade Tc (technetium), Pm (promethium), At (astatine), and of actinides from neptunium ( ) to lawrencium ( ). The discovery of Fr (francium) was the last discovery made in the line of the fruitful research on natural radioelements conducted in Europe.

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Résumé

La recherche d'éléments au-delà de l'uranium dans les années 1940 a conduit aux découvertes de la fission de l'uranium par les neutrons, puis de onze éléments transuraniens classés dans la série des actinides, dont le représentant le plus connu est le plutonium. Le plutonium est fissile, comme l'uranium, et depuis cette époque l'humanité vit dans l'ère nucléaire, caractérisée par la libération de cette fantastique énergie. Ces découvertes s'inscrivent dans la suite des recherches conduites sur les radioéléments naturels, initiées en 1898 par Pierre et Marie Curie, et sur les radionucléides artificiels, commencées en 1934 par Frédéric et Irène Joliot. Aujourd'hui, 118 éléments sont regroupés dans le tableau périodique. Tous les éléments jusqu'au curium interviennent dans les activités humaines. Cet article montre comment la progression des connaissances a permis, grâce notamment aux moyens expérimentaux développés aux États-Unis juste avant et pendant la Deuxième Guerre mondiale, de compléter et d'étendre le tableau périodique, entre 1937 et 1960, par les découvertes du technétium (Tc), du prométhéum (Pm), de l'astate (At) et des actinides, du neptunium ( ) au lawrencium ( ), qui sont tous des radioéléments artificiels. La découverte du Fr (francium) a été la dernière découverte faite dans la lignée des recherches sur les radioéléments naturels conduites en Europe.

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Keywords : Radioactivity, Radiochemistry, Nuclear science, Actinides, Uranium, Plutonium, Periodic table of elements

Mots-clés : Radioactivité, Radiochimie, Chimie nucléaire, Actinides, Uranium, Plutonium, Tableau périodique des éléments




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