Curium

Curium
←  Americium | Berkeley  →
96 Gd ↑ cm ↓ (fel) 96 cm_
Egy egyszerű anyag megjelenése
kúriumminta
Az atom tulajdonságai
Név, szimbólum, szám	Kúrium / Kúrium (Cm), 96
Csoport , időszak , blokk	3 (elavult 3), 7, f-elem
Atomtömeg ( moláris tömeg )	247.0703  a. e.m.  ( g / mol )
Elektronikus konfiguráció	[Rn] 5f 7 6d 1 7s 2
Atom sugara	299 óra
Kémiai tulajdonságok
Elektronegativitás	1.3 (Pauling skála)
Elektróda potenciál	Cm←Cm 3+ -2.06V Cm←Cm 2+ -1.2V
Oxidációs állapotok	+3, +4
Ionizációs energia (első elektron)	581 (6,02)  kJ / mol  ( eV )
Egy egyszerű anyag termodinamikai tulajdonságai
Sűrűség ( n.a. )	13,51 g/cm³
Olvadási hőmérséklet	1613 ezer _
Forráshőmérséklet	3383 ezer _
Moláris hőkapacitás	27 [1]  J/(K mol)
Moláris térfogat	18,28  cm³ / mol
Egy egyszerű anyag kristályrácsa
Rácsszerkezet	Hatszögletű
Rács paraméterei	a=3,496 c=11,33 [2]
c / arány _	3.24
CAS szám	7440-51-9

Kúrium ( vegyjele - Cm , lat.  Curium ) - a D. I. kémiai elemeinek periódusos rendszerének hetedik periódusának 3. csoportjába tartozó kémiai elem (az elavult besorolás szerint - a harmadik csoport, IIIB mellék alcsoportja) . Mengyelejev 96 -os rendszámmal .

Az aktinidák családjába tartozik .

A kúrium egyszerű anyag egy ezüstösen szintetizált radioaktív transzurán fém .

Történelem

A plutóniummal kapcsolatos munkák befejezése után a Metallurgical Laboratory (ma Argonne National Laboratory ) kutatóinak figyelme az új transzurán elemek szintézisére és azonosítására irányult [3] . G. Seaborg , A. Ghiorso , L. O. Morgan és R. A. James vettek részt ebben a munkában . Meglehetősen hosszú ideig nem lehetett szintetizálni és azonosítani a 95. és 96. számú elemeket, mert azt feltételezték, hogy hasonlítanak a plutóniumra, és meglehetősen könnyen oxidálódnak hat vegyértékű állapotba. De 1944 -ben , amikor megállapították, hogy ezek az elemek a lantanidok analógjai, és az aktinidáknak nevezett speciális csoportba tartoznak , a felfedezés megtörtént. A curiumot 1944-ben fedezték fel először. 239 Pu α-részecskékkel való bombázásával nyerték .

Az americium és a curium szétválasztása nagy nehézségekkel járt, mivel kémiailag nagyon hasonlóak. Az elválasztás nehézségét tükrözi a „pandemonium” és „delirium” elemek eredeti elnevezése, ami latinul „poklot” és „hülyeséget” jelent. Ioncserével választottuk el őket Dowex-50 ioncserélő gyantával és ammónium-α-hidroxi-izobutiráttal eluensként .

A kúriumot L. V. Werner és I. Perlman izolálta 1947 - ben neutronbesugárzásnak kitett amerícium - hidroxidból nyert hidroxidként .

A név eredete

Pierre és Marie Curie nevéhez fűződik  , a periódusos rendszerben közvetlenül felette elhelyezkedő gadolínium mintájára, Johan Gadolin kémikusról nevezték el [4] . Latin nevének elemszimbólumában (Cm) az első betű a Curie vezetéknevet, a második a Mary nevet, az utolsó betű pedig a Curium teljes nevében [5] .

Fizikai tulajdonságok

A kúrium atom teljes elektronikus konfigurációja : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 5f 7 6s .

A kúrium ezüstös radioaktív fém. A legstabilabb izotóp 247 cm.

Kémiai tulajdonságok

A kúrium legstabilabb oxidációs állapota vizes oldatban +3 [6] . A +4 oxidációs állapotot a szilárd fázisban olyan vegyületek formájában figyelték meg, mint a kúrium(IV)-oxid és a kúrium(IV) fluorid [7] . Vizes oldatban a Cm 3+ ion fehértől halványzöldig terjed [8] .

A kúrium kémiájának tanulmányozását bonyolítja magas radioaktivitása: sóinak oldatai intenzív melegítésnek és radiolízisnek vannak kitéve .

Getting

A kúrium bizonyos izotópjait atomreaktorokban állítják elő. A neutronok szekvenciális befogása az urán vagy plutónium célelemeinek magjai által a kúrium atomok felhalmozódása megtörténik. Egy tonna kiégett nukleáris üzemanyag körülbelül 20 gramm kúriumot tartalmaz. A megfelelő mennyiségű kúrium felhalmozódása után kémiai feldolgozási módszerekkel izolálják, sűrítik és kúrium-oxidot állítanak elő.

A kúrium rendkívül drága fém. 2014-ben csak a nukleáris technológia legfontosabb területein alkalmazzák. Ennek ellenére az USA-ban és Oroszországban léteznek úgynevezett curium programok, amelyek fő feladata [9] :

• A kúrium mennyiségének maximális növekedése a besugárzott üzemanyagban.
• A kúrium előállítási idejének maximális csökkentése.
• Racionális technológiák fejlesztése a tüzelőanyag-besugárzáshoz és az üzemanyag-összetételek fejlesztése.
• A kúrium árának csökkentése.

Ez annak köszönhető, hogy a kúrium iránti kereslet fő felhasználási területein sokszorosa a kínálatnak. Megfelelő mennyiségű kúrium beszerzése megoldhatja a kompakt űrreaktorok, nukleáris hajtóműves repülőgépek stb. gyártásának problémáját.

Az Orosz Tudományos Akadémia V. A. Tartakovszkij akadémikus vezette bizottságának 2010. április 23-i jelentése szerint a RIAR Állami Tudományos Központ ( Dimitrovgrad ) kutatóreaktoraiban egyedülálló technológiát hoztak létre a kúrium-244 előállítására . 10] .

Izotópok és alkalmazásaik

Kúrium - cm/11,75 gkörülbelülsűrűsége(formájábanoxid242 A viszonylag rövid felezési idő ellenére alfa-bomlásának terméke az észrevehetően hosszabb élettartamú plutónium-238 , aminek köszönhetően a kúrium-242 alapú hőforrás érezhetően tovább tart, mint például a polónium, de ugyanakkor az idő, amit érezhetően veszít a hőleadásban (a leánya óta a bomlástermék észrevehetően kevésbé fajlagos tevékenység, és ennek következtében a fajlagos hőleadás). Évente egy gramm kúrium-242 integrált alfa-bomlási energiája körülbelül 480 kWh .

A curium-242 másik fontos alkalmazási területe a nagy teljesítményű neutronforrások előállítása speciális atomreaktorok "gyújtásához" (indításához).

A kúrium nehezebb izotópja, a kúrium-244 hasonló tulajdonságokkal rendelkezik (felezési idő 18,11 év [11] ). Szintén alfa-sugárzó, de a teljesítménye alacsonyabb, 2,83 watt/gramm körüli. Kis valószínűséggel (1,37·10 −6 [11] ) a kúrium-244 spontán hasadáson megy keresztül, jelentős mértékben hozzájárulva egyes reaktorok kiégett fűtőanyagából származó neutronsugárzási háttérhez.

A Curium-245 (felezési ideje 8,25 ezer év [11] ) ígéretes ultra-nagy energialeadású kompakt atomreaktorok létrehozására. Módokat keresnek ennek az izotópnak a költséghatékony előállítására, amely szinte tiszta alfa-sugárzó (a spontán hasadás valószínűsége 6,1·10 −9 ) [11] .

A kúrium leghosszabb életű izotópja az alfa-aktív (más típusú radioaktív bomlás jelei nélkül) kúrium-247, amelynek felezési ideje 15,6 millió év [11] .

Biztonság

A kúrium használatakor ennek csak 0,05%-a szívódik fel a szervezetben, ebből a mennyiségből 45% rakódik le a májban ( felezési idő  kb. 20 év), 45% a csontokban (felezési idő kb. 50 év) , a fennmaradó 10% kiürül a szervezetből [12] . Ha belélegzik a kúriumot, sokkal jobban felszívódik a szervezetben [13] . A kúriumsók oldatának intravénás beadása patkányoknak csontdaganatokhoz , a kúrium belélegzése pedig tüdőrákhoz és májrákhoz vezetett [12] .

A kúrium egyes bomlástermékei erős béta- és gamma-sugárzást bocsátanak ki [12] .

A kúrium-242 és a kúrium-244 izotópok rendkívül nagy radiotoxicitásúak, míg a rövidebb felezési idejű kúrium-242 rendkívül erős méreg, sokkal veszélyesebb, mint a kúrium-244. A kúrium, mint minden transzurán elem toxicitása az izotóp-összetételtől függ, és a viszonylag rövid élettartamú alfa-emittáló nuklidok arányával nő.

Jegyzetek

1. ↑ Szerkesztőség: Knunyants I. L. (főszerkesztő). Chemical Encyclopedia: 5 kötetben - Moszkva: Soviet Encyclopedia, 1990. - T. 2. - S. 560. - 671 p. — 100.000 példány.
2. ↑ WebElements elemek periódusos rendszere | kúrium | kristályszerkezetek . Letöltve: 2010. augusztus 10. Az eredetiből archiválva : 2010. július 17. (határozatlan)
3. ↑ Gazdag, 1985 , p. 115.
4. ↑ Goldansky, 1953 , p. 144.
5. ↑ Leenson, 2017 , Curium.
6. ↑ Penneman, p. 24
7. ↑ Keenan, Thomas K. (1961). "A tetravalens vizes kúrium első megfigyelése". Az American Chemical Society folyóirata . 83 (17): 3719. doi : 10.1021 /ja01478a039 .
8. ↑ Greenwood, p. 1265
9. ↑ Elementiad . Hozzáférés időpontja: 2015. december 25. Az eredetiből archiválva : 2015. december 25. (határozatlan)
10. ↑ Petrik V. I. munkáit vizsgáló bizottság jelentése. Letöltve: 2010. április 23. Az eredetiből archiválva : 2010. május 3.. (határozatlan)
11. ↑ 1 2 3 4 5 6 Kondev FG , Wang M. , Huang WJ , Naimi S. , Audi G. A Nubase2020 értékelése a nukleáris tulajdonságokról  // Chinese Physics  C. - 2021. - Kt. 45 , iss. 3 . - P. 030001-1-030001-180 . - doi : 10.1088/1674-1137/abddae .
12. ↑ 1 2 3 Curium archiválva : 2013. március 14. a Wayback Machine -nél (német nyelven)
13. ↑ Hammond CR "Az elemek" a Sablonban:RubberBible86th

Irodalom

• Gol'danskii V. I. 96. számú elem - Kúrium // Új elemek D. I. Mengyelejev periódusos rendszerében / Szerk. szerk. K. V. Asztakhov. - M . : A Szovjetunió Tudományos Akadémia Kiadója, 1953. - S. 144-145. — 168 p. — (Népszerű tudományos sorozat).
• Kuznyecov V. I. A 96. elem a kúrium. A kúrium gyakorlati felhasználása // Transzurán elemek. - M . : Tudás, 1969. - S. 17-19. — 48 s. — (Fizika, csillagászat).
• Leenson, Ilja. A kémia nyelve. A kémiai nevek etimológiája . - M. : Corpus, 2017. - 464 p. — ISBN 978-5-17-095739-2 .
• Rich V. I. Lovak és lovasok (curium, americium) // Elemek keresésében. - M .: Kémia, 1985. - S. 115-117. — 168 p.
• Curium adatlapok , ORNL 1966
• Curium adatlapok , ORNL 1973

Linkek

•  Curium a Webelemeken
• Kúrium a Kémiai Elemek Népszerű Könyvtárában , Nauka Kiadó, 1977.

Szótárak és enciklopédiák	Nagy dán Nagy norvég Nagy orosz Britannica (online) Katolikus (1997-…) Treccani Universalis
Bibliográfiai katalógusokban	GND : 4148404-6 J9U : 987007538486405171 LCCN : sh85034863 NDL : 00575294