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Hafnium
Le hafnium est un élément chimique du tableau périodique de symbole Hf et de numéro atomique 72.
C'est un métal de transition tétravalent d'un aspect gris argenté. Le hafnium ressemble chimiquement au zirconium et est trouvé dans le minerai de zirconium. Le hafnium est utilisé dans les alliages de tungstène pour la confection de filament et d'électrode, il est aussi utilisé comme absorbeur de neutron dans les barres (ou croix) de contrôle de la réactivité nucléaire.
Sommaire
Caractéristiques notables
hafnium crystal lingot
C'est un métal ductile, brillant et argenté. Il résiste à la corrosion et est chimiquement semblable au zirconium. Les propriétés du hafnium sont affectées par la présence d'impuretés de zirconium et ces deux éléments sont parmi les plus difficiles à séparer. La seule différence notable entre eux est la densité (le zirconium est deux fois moins dense que le hafnium).
Comme le titane et le zirconium, les deux autres éléments stables du groupe IVB de la classification périodique, il présente deux formes cristallines, l'une hexagonale à température ambiante (phase alpha), puis l'autre, cubique centrée à haute température (phase bêta). La température de transformation se situe aux alentours de 1 750 °C.Applications
L'utilisation du hafnium est faite, principalement, dans les systèmes de contrôle neutronique de réacteur nucléaire, par exemple, ceux des sous-marins, notamment grâce à sa très grande capacité à absorber les neutrons (sa capacité d'absorption étant d'environ 600 fois celle du zirconium). De plus, il présente de très bonnes propriétés mécaniques et une excellente résistance à la corrosion.
Autres utilisations :
- Utilisation pour les filaments de lampe à incandescence classique.
- Dans les alliages de fer, tantale, titane.
- Dans les processeurs, remplaçant le silicium[1],[2].
- Anode dans les torches de découpage des métaux au plasma
- Métal utilisé par des métallocènes destinés à la polymérisation des oléfines
L'isomère 178m2Hf serait susceptible de libérer son énergie d'excitation sous l'effet d'une stimulation extérieure aux rayons X, phénomène connu comme « émission gamma induite » dont la réalité physique demeure à ce jour encore largement débattue.
Histoire
Le hafnium, d'après le toponyme Hafnia, nom latin de Copenhague, a été découvert par Dirk Coster et George von Hevesy en 1923 à Copenhague, Danemark. Peu après on prévit que le nouvel élément devait être associé au zirconium en utilisant la théorie de Bohr. Il fut finalement découvert dans du zirconium par spectroscopie aux rayons X en Norvège.
Effets du hafnium sur la santé
Le hafnium sous la forme de métal ne pose pas normalement de problèmes mais tous les composés du hafnium devraient être considérés comme toxiques, bien que les premières études effectuées semblent suggérer que le danger soit limité. La poussière du métal présente un risque d'incendie et d'explosion.
Le hafnium sous forme de métal n'a aucune toxicité connue. Le métal est complètement insoluble dans l'eau, les solutions salines ou les produits chimiques du corps.
L'exposition au hafnium peut se produire par inhalation, ingestion, et par contact avec l'œil ou la peau. La surexposition au hafnium et à ses composés peut causer une légère irritation aux yeux, à la peau, et aux muqueuses des membranes.
Aucun signe et symptôme d'exposition chronique au hafnium n'ont été rapportés chez l'homme.
Effets du hafnium sur l'environnement
Effets sur les animaux : les données sur la toxicité du métal de hafnium ou de sa poussière sont limitées. Les études sur des animaux indiquent que les composés de hafnium causent des dommages à l'œil, à la peau, au foie et irritent les muqueuses des membranes. La DL50 orale pour le tétrachlorure de hafnium chez les rats est de 2,362 mg/kg, et la DL50 intrapéritonéale chez les souris pour l'oxychlorure de hafnium est de 112 mg/kg.
Aucun effet négatif sur l'environnement n'a été rapporté.
Notes et références
Articles liés
- Hafnium 178m2, un isomère nucléaire énergétique à longue durée de vie aux possibles applications militaires et spatiales
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