50 milligrammes d’astate sous terre, et on veut en faire un médicament

Le chiffre

Vous en avez sous les pieds, et vous n’en verrez jamais un gramme. L’astate, élément 85 du tableau périodique, est si peu présent que la Royal Society of Chemistry chiffre le stock à moins de 50 milligrammes pour le premier kilomètre de croûte terrestre, planète entière comprise. Sa fiche le présente comme l’élément naturel le plus rare, record Guinness à l’appui.

L’élément a été identifié en 1940 à l’université de Californie par Dale Corson, Kenneth MacKenzie et Emilio Segrè, qui bombardaient du bismuth avec des particules alpha. Depuis, il n’a jamais servi à autre chose qu’à la recherche.

Le premier kilomètre de la croûte terrestre contient moins de 50 milligrammes d’astate, l’élément 85 découvert en 1940, soit dix fois moins que le paracétamol d’un seul comprimé à 500 mg. Les quantités produites en laboratoire sont restées infimes.

L’explication tient dans son nom. « Astate » vient du grec astatos, instable. L’isotope le plus stable a une demi-vie de huit heures : passé ce délai, la moitié des atomes se sont désintégrés en autre chose. Dans les roches, l’astate n’est qu’un embranchement mineur des chaînes de désintégration de l’uranium, et rien ne l’y accumule. Il disparaît à la vitesse où il naît.

Trois voisins presque aussi absents

La rareté de l’astate se mesure mieux à côté des autres fantômes du tableau. Le francium pèse moins d’un kilogramme dans toute la croûte, pour une demi-vie de 22 minutes. Le prométhium se compte en picogrammes par tonne de minerai d’uranium, alors que sa forme la plus stable tient 17,7 ans. Le technétium survit 4 millions d’années et se trouve pourtant à l’état de nanogramme dans cinq kilos de pechblende.

Mis côte à côte, ces quatre-là démentent l’intuition : la rareté ne suit pas la fragilité. Le technétium dure des millions d’années et manque presque partout ; le francium s’évapore en vingt-deux minutes et la croûte en porte pourtant bien davantage. Ce qui décide, c’est la source qui les fabrique.

Fiches élément de la Royal Society of Chemistry.

L’astate ne s’extrait pas, il se fabrique : un faisceau de particules alpha, une cible de bismuth, la recette de ses découvreurs.

Le seul usage passe par un cyclotron

L’isotope visé s’appelle astate-211 et vit 7,2 heures. L’équipe de Michael Zalutsky a publié en janvier 2008 dans le Journal of Nuclear Medicine le suivi de 18 patients traités pour une tumeur cérébrale récidivante : son rayonnement alpha ne parcourt dans les tissus que l’équivalent de quelques diamètres de cellule. Accroché à un anticorps, l’élément 85 devient une arme de portée microscopique, capable de frapper la cellule visée tout en épargnant les tissus sains voisins. La médiane de survie de ces patients était de 54 semaines.

En France, l’astate-211 sort du cyclotron Arronax, à Saint-Herblain, qui le produit pour les travaux d’alpha-immunothérapie menés avec les équipes nantaises. L’élément 85 rejoint la petite famille des objets que la physique manipule sans jamais les montrer, comme la lumière d’une étoile morte qui a servi cet été à mesurer la structure du vide.

Avec 7,2 heures de demi-vie, un lot d’astate-211 sorti du cyclotron au matin a perdu la moitié de son activité avant le dîner. L’élément ne se stocke pas : il se livre.

Article créé en collaboration avec l’IA.