Curium

Curium
Americium ← Curium → Berkelium
Gd
  Kompakt altıgen kristal yapı
 
96
Santimetre
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
                                           
Santimetre
?
Tam tabloGenişletilmiş tablo
Periyodik tablodaki pozisyon
Sembol Santimetre
Soyadı Curium
Atomik numara 96
Grup -
Periyot 7 inci dönem
Blok F bloğu
Element ailesi Aktinit
Elektronik konfigürasyon [ Rn ] 5 f 7 6 gün 1 7 s 2
Enerji seviyesine göre elektronlar 2, 8, 18, 32, 25, 9, 2
Elementin atomik özellikleri
Atom kütlesi 247  u (en uzun yarı ömre sahip izotop için)
Atom yarıçapı (hesap) Öğleden sonra 174 
Kovalent yarıçap 169 ±  15
Paslanma durumu 3
Elektronegatiflik ( Pauling ) 1.3
Oksit Amfoterik
İyonlaşma enerjileri
1 re  : 5.9914  eV
En kararlı izotoplar
Iso YIL Periyot MD Ed PD
MeV
242 Cm {syn.} 160  gün α
FS
kümesi
6.169
-
 ?
238 Pu
PF
208 Pb
243 Cm {syn.} 29.1  a α
ε
FS
6.169
0.009
-
239 Pu
243 Am
PF
244 Cm {syn.} 18.1  a α
FS
5.902
-
240 Pu
PF
245 Cm {syn.} 8500  bir α
FS
5.623
-
241 Pu
PF
246 Cm {syn.} 4 730  a α
FS
5.475
-
242 Pu
PF
247 Cm {syn.} 1.56 × 10 7  a α 5.353 243 Pu
248 Cm {syn.} 348.000  bir α
FS
5.162
-
244 Pu
PF
250 Cm {syn.} 9.000  bir α
β -
FS
5.169
0.037
-
246 Pu
250 Bk
PF
Basit vücut fiziksel özellikleri
Sıradan durum katı
Hacimsel kütle 13,51  g · cm -3 (hesaplanmıştır)
Kristal sistemi Kompakt altıgen
Renk Metalik gümüş
Füzyon noktası 1345  ° C
Kaynama noktası 3.109.85  ° C
Füzyon enerjisi 15  kJ · mol -1
Molar hacim 18.05 × 10-6  m 3 · mol -1
Çeşitli
N O  CAS 7440-51-9
Önlemler
Radyoaktif element
Kayda değer aktiviteye sahip radyoelement
Aksi belirtilmedikçe SI & STP birimleri .

Curium ait sembol Cm, bir kimyasal element arasında atom numarası 96 . Bu bir olan transuranik sentetik ait ailesi arasında aktinidlerdir . Fizikçiler Pierre ve Marie Curie'nin adını almıştır .

Curium , gümüşi beyaz ve çok sert bir radyoaktif metal olarak görünür . Bu oluşturulur nükleer reaktörler  : yakıtın bir ton ortalama 20 içerir  g .

Curium ilk olarak 1944 yazında daha hafif bir element olan plütonyumdan oluşturuldu . Bu keşif başlangıçta halka açıklanmadı. Keşfin yazarı konuk konuk, Glenn T. Seaborg , keşfin yeni unsurların keşfedilip keşfedilmediğini soran genç bir dinleyiciye yanıt vererek, varlığını halka duyuran bir Amerikan çocuk programı sırasında oldu .

Curium, güçlü bir α yayıcıdır . Bundan kaynaklanan yüksek termal güç nedeniyle radyoizotop termoelektrik jeneratörlerinde kullanılması öngörülmüştür . Ek olarak, örneğin kalp pillerini etkinleştirmek için düşük radyoaktiviteye sahip radyoizotop jeneratörleri üretmeyi amaçlayan plütonyum 238 üretimi için kullanıldı . Bu element, diğer transuraniklerin ve transaktinidlerin üretimi için bir hammadde olarak kullanılabilir . Ayrıca , Mars Sojourner , Spirit ve Opportunity'nin robot kaşiflerinin Mars kayalarını analiz ettiği ve Rosetta sondasının Philaé uzay aracının 67P / Chourioumov kuyruklu yıldızının yüzeyini analiz ettiği X-ışını spektrometrelerinde bir α-ışınları kaynağı olarak hizmet eder. Guerassimenko .

Tarih

Curium, 1944'te California Üniversitesi'nde Glenn T. Seaborg , Ralph A. James  (en) ve Albert Ghiorso tarafından keşfedildi . Deney serilerinde , Berkeley'deki California Üniversitesi'nden 60  inçlik (1,50  m ) siklotron kullandılar . Neptunyum ve plütonyumdan sonra , 1940'tan beri keşfedilen üçüncü transuranikti . Üretimi , atom numarası bir birimden az olan amerisyum'dan önce başarılıydı .

Yeni bir elementin üretimi için, ışınlanacak elementin oksitleri en çok kullanıldı . Bu durumda, bir çözelti dosyalanan nitrat ve plütonyum 239 bir tabaka üzerindeki levha 0.5  cm 2 . Çözelti daha sonra buharlaştırıldı ve kalan tuz, plütonyum dioksit PuO 2 verecek kadar ısıtıldı.. Siklotronda maruz kaldıktan sonra, tabaka nitrik asit içinde çözüldü , sonra bir amonyak çözeltisi ile karıştırılarak çökeltildi . Geri kalanı perklorik asit ile çözüldü . İyon değiştiricilerle son bir ayırma gerçekleşti . Bu deneylerde, iki farklı izotop üretildi: curium 242 ve curium 240 .

İlk olarak 242 Cm ışınlanmasıyla Temmuz / Ağustos 1944'te elde edildi plütonyum 239 ile α parçacıklar 4
2
O
izotopu verir, bir tepki (α, n) aşağıdaki talep edilmiştir:

239
94
Pu
+4
2
O
242
96
Cm
+1
0
n
.

Tanımlama, bozulma sırasında yayılan α parçacığının karakteristik enerjisi temelinde açık bir şekilde yapılır.

242
96
Cm
238
94
Pu
+4
2
O
.

Yarı-ömrü , bu bozunma ilk 150 ölçüldü  d (en iyi akım ölçümü 162.8  d ).

239 Pu'nun α parçacıklarıyla ışınlanmasıyla aynı şekilde üretilen 240 Cm'lik daha kısa ömürlü ikinci izotop, aynı ekip tarafından bugüne kadar keşfedilmemişti.Mart 1945 :

239
94
Pu
+4
2
O
240
96
Cm
+ 31
0
n
.

Sonraki α bozunumunun yarı ömrü ilk olarak 27,6 d (mevcut değer 27  d ) olarak ölçülmüştür  .

II.Dünya Savaşı'nın devam etmesi nedeniyle , yeni unsurun keşfi başlangıçta yayınlanmadı. Halk bunu çok meraklı bir şekilde öğrendi: Amerikan radyo programı Quiz Kids of the11 Kasım 1945Genç dinleyicilerden biri şovun konuğu Glenn Seaborg'a atom silahları araştırması sırasında yeni bir materyal bulunup bulunmadığını sordu . Seaborg olumlu yanıt verdi ve böylece bu elementin varlığını ve atom numarasında hemen daha düşük olan amerikumun varlığını ortaya çıkardı. Bu, American Chemical Society'nin bir sempozyumundaki resmi sunumundan önce tekrar oldu .

Curium izotopları 242 ve 240'ın keşfi , bunların üretimi ve bileşikleri daha sonra  Glenn T. Seaborg'un tek mucidi adı altında " ELEMENT 96 VE BUNLARIN BİLEŞİMLERİ " adı altında patentlendi  .

Curium adı, kürenin hemen üzerindeki periyodik tabloda bulunan nadir toprak  metali olan " gadolinyum " ile kıyaslanarak seçilmiştir  . İsim, bilimsel çalışmaları radyoaktivite araştırmalarının yolunu açan Pierre ve Marie Curie'nin onuruna seçildi . Bu, ünlü nadir toprak araştırmacısı Johan Gadolin'in adını taşıyan gadolinyum adıyla paraleldi  :

" Atom numarası 96 olan elemente bir isim olarak, Cm sembolü ile 'küriyum' önermek istiyoruz. Dair kanıtlar mevcuttur eleman 96 7 5f elektronları içerir ve onun yedi 4f elektronlarla eleman Gadolinyumun benzerdir ailenin içinde nadir toprak elementleri . Bu temelde, 96 elementi , kimyager Gadolin'in onuruna gadolinyum tanımına benzer şekilde Curi'lerden sonra adlandırılacaktır. "

İlk düşünülebilir curium miktarı 1947'de Louis B. Werner (de) ve Isadore Perlman (en) tarafından Cm ( III ) hidroksit formunda üretildi . Bu daha sonra 40 idi  ug arasında 242 cm (OH) 3 hidroksit  Americium 241 Am'nin nötron ışınlamasıyla elde edildi . 1951'e kadar , Cm ( III ) CmF 3 florürünün indirgenmesiyle elemental formda tanıtıldı.tarafından baryum .

Dağıtım

2016 yılında ilk başladığında güneş sisteminin curium içerdiği kuruldu . Bu sonuç, bir göktaşı içinde , büyük olasılıkla 247 Cm'lik bozunumla elde edilen 235 uranyum fazlalığının bulunması ile elde edilebilir .

247 Cm küriyum en uzun ömürlü izotop, ama onun yarı ömrü sadece 15.6 × 10 6  a . Bu nedenle, Dünya'nın oluşumu sırasında içerdiği başlangıçtaki tüm kütle parçalanmıştır. Araştırma için yapay olarak küçük miktarlarda curium yapılır. Ek olarak, nükleer reaktörlerden kullanılmış yakıtta küçük miktarlarda bulunur.

Ortamdaki merakın çoğu, 1980 yılına kadar atmosferik atom bombası testlerinden geliyor . Nükleer atık ve diğer atom silah testleri nedeniyle daha yüksek yerel konsantrasyonlar olabilir. Her durumda, curium, doğal radyoaktiviteye yalnızca önemsiz ölçüde katkıda bulunur .

İlk Amerikan H-bombasının atık olarak Ivy Mike1 st Kasım 1952Eniwetok atolünde, einsteinium ve fermiumun ilk keşfine ek olarak, plütonyum ve amerikumun yanı sıra , küriyum, berkelyum ve kaliforniyum izotopları bulundu : özellikle izotoplar 245 Cm ve 246 Cm, daha küçük miktarlarda 247 Cm ve 248 Cm, ayrıca 249 Cm izleri . Askeri gizlilik kapsamındaki bu sonuçlar 1956 yılına kadar yayınlanmadı.

Elde etmek ve hazırlamak

Curium, nükleer reaktörlerde küçük miktarlarda oluşur . Şu anda dünyada sadece birkaç kilogram mevcuttur, bu nedenle 244 Cm veya 248 Cm için miligram başına yaklaşık 160 US $ gibi çok yüksek fiyatı vardır . Nükleer reaktörlerde, uranyum 238 U'dan bir dizi nükleer reaksiyon oluşur . Bu süreçlerdeki önemli bir adım nötron yakalama veya reaksiyondur ( n , γ), burada uyarılmış durumda olan üretilen çekirdek radyasyonla fazla enerjisini kaybederek temel durumuna geri döner . Gerekli serbest nötronlar, diğer reaktör çekirdeklerinden gelen fisyonlar tarafından yaratılır . Bu nükleer süreçte, reaksiyonu ( n , reaction ) iki β - bozunması izler , bu da plütonyum 239 Pu oluşumuyla sonuçlanır . Olarak üretken reaktörlerde , yeni bölünebilir malzemenin oluşumuyla bu reaksiyon sonucu.

Gösterilen zamanlar yarı ömürlerdir .

Daha sonra, iki reaksiyon ( n , γ) bir p ve ardından - bozunma kurşun Amerikyum'un için 241 Am yeni yakalama (sonra bu yol,. N , γ) ve yeni bir β - çürüme - için 242 Cm  :

Araştırma amacıyla, kullanılmış nükleer yakıttan büyük miktarlarda elde edilen plütonyumdan verimli bir şekilde küri elde edilebilir. Yüksek akı nötron kaynağı ile ışınlanır . Bu şekilde elde edilen akışlar, bir reaktörde bulunandan çok daha yüksek olabilir, böylece daha önce tarif edilene göre başka bir reaksiyon zinciri baskın hale gelir. 239 Pu, 4 ardışık nötron yakalaması ( n , γ) ile 243 Pu'ya dönüştürülür , bu da β - amerikum 243 Am'nin 4.96 saatlik yarılanma ömrü ile  bozunmasını verir . İkincisi, oluşturan yeni bir nötron yakalanması sonra 244 , maruz β çürüme Am - 10.1 arasında bir yarı ömürle  saat nihayet elde 244 Cm  :

Bu reaksiyon, nükleer reaktörlerde de gerçekleşir, böylece nükleer yakıtın yeniden işleme ürünlerinde biraz 244 Cm bulunur .

Dan 244 Cm, yeni nötron yakalar reaktörde gerçekleşecek, giderek küçülen içinde miktarları daha ağır izotoplar verir. Araştırma için, 247 Cm ve 248 Cm izotopları , uzun ömürleri nedeniyle özellikle takdir edilmektedir.

A = 244 ila 248 atom ağırlıkları için nötron yakalar ( n , γ) , ancak nadiren A = 249 veya 250 için .

Ancak bu işlemle 250 Cm'lik üretim, 249 Cm'lik kısa ömür nedeniyle özellikle dezavantajlıdır , bu da nötron yakalamalarını bu kısa ömür boyunca imkansız hale getirir. Kaliforniyumun α bozunması ile 250 Cm 254 Cf üretebiliriz. Bununla birlikte, sorun, ikincisinin esas olarak kendiliğinden fisyonla ve az da olsa α bozunmasıyla azalmasıdır.

Nötron yakalama ve β - bozunmalarının art arda sıralanması nedeniyle , üretilen curium her zaman çeşitli izotopların bir karışımıdır. Ayrılmaları özellikle zordur.

Araştırma için uzun ömürlü olması nedeniyle tercihen 248 cm kullanılır . Bunu elde etmenin en verimli yöntemi , uzun ömürlü olması nedeniyle büyük miktarlarda elde edilebilen kaliforniyum 252 Cf'nin α bozunmasıdır . Bu şekilde elde edilen 248 Cm% 97 izotopik saflığa sahiptir. Şu anda yılda 35 ila 50  mg bu şekilde üretilmektedir.

Yalnızca araştırma amaçlı ilginç olan saf 245 Cm izotopu , berkelium 249 Bk'nin β - bozunmasından çok küçük miktarlarda elde edilen kaliforniyum 249 Cf'nin α bozunması ile elde edilebilir .

Metalik küriyumun hazırlanması

Metalik curium , bileşiklerini indirgeyerek elde edilebilir . Her şeyden önce, oldu curium ( III ) florür azaltılması için kullanılmıştır. Bu amaçla, bu florür, bir tantal veya tungsten aparatında , tamamen su veya oksijen yokluğunda, baryum veya metalik lityum ile reaksiyona sokulur .

Azaltma küriyum (oksidi IV ) bir alaşımı ile magnezyum ve çinko , bir de akış arasında , magnezyum klorür ve magnezyum florid metalik Curium verir.

Özellikleri

Fiziki ozellikleri

Curium yapay bir radyoaktif metaldir. Serttir ve lantanitlerdeki analogu gadolinyum benzeri gümüşi beyaz bir görünüme sahiptir. Diğer fiziksel ve kimyasal özellikleriyle de benzer. 1340  ° C'deki erime noktası, transuranik, neptunyum ( 637  ° C ), plütonyum ( 639  ° C ) ve amerikumdaki ( 1173  ° C ) öncüllerinden önemli ölçüde daha yüksektir . Karşılaştırıldığında, alt gadolinyum 1312  ° C'ye . Curium kaynama noktası 3110  ° C'dir .

Olarak , standart koşullar , bir orada kristal yapı , bir ağ ile Cm-α, altıgen için grubu ile, parametreler arasında bir ağ , bir  = 365  pm ve c  = 1.182  pm ve başına 4 atomlu birim hücre . Bu kristal yapısı oluşur kompakt altıgen çift istif ABAC tipi bir dizi katman şeklinde olan, ve bu nedenle bir isotypical bir α yapısının edilene lantan .

Bir üzerinde basınç ve 23  GPa olarak Cm-α Cm-p döner. Cm-β yapısı bir yapıya sahip olan kübik için grubu kristal parametresi ile, bir  = 493  pm bir yüz kübik kafes merkezli demek ki, (fcc) ABC bir tabaka sırası ile, kompakt.

Floresan bir heyecan Cm ( III ) iyonları kullanmak mümkün olduğu kadar uzun bir zaman çözümlü lazer olarak floresans spektroskopisi . Floresansın uzunluğu, temel 8 S 7/2 ve ilk uyarılmış durum 6 D 7/2 arasındaki büyük enerji farkı ile açıklanabilir . Bu, diğer metal iyonlarının veya organik maddelerin çok daha büyük bir grup daha kısa flüoresans prosesleri arasında curium bileşiklerinin seçici tespitine izin verir.

Kimyasal özellikler

En kararlı oksidasyon derecesi küriyum arasında + 3'tür ( Cm 2 O 3, Cm (OH) 3). Bazen oksidasyon derecesi + 4'te de bulunur ( CmO 2). Kimyasal davranışı amerisyum ve birçok lantanide çok benzer . Sulu çözelti içinde Cm 3+ iyonu renksiz iken Cm 4+ soluk sarıdır.

Curium iyonları güçlü Lewis asitleri arasındadır ve bu nedenle kompleksi güçlü bazlarla daha kararlı oluşturur. Bu durumda, komplekslerin oluşumu yalnızca çok zayıf bir kovalent bileşene sahiptir ve daha çok iyonik etkileşimlere dayanır. Curium, kompleks oluşturma davranışı açısından toryum ve uranyum gibi önceden bilinen aktinitlerden farklıdır ve bu nedenle lantanitlere de yakından benzer. Komplekslerde, üst üste binen üç üçgen prizmanın geometrisi ile 9 elementli bir koordinasyonu tercih eder .

Biyolojik yönler

Radyoaktif doğası dışında ( aşağıya bakınız ), küriyumun herhangi bir spesifik biyolojik etkisi yoktur. Alımı Cm ait 3+ tarafından bakteri ve arkelerin çalışılmıştır.

Bölünebilir özellikler

Kuriumun garip izotopları, yüksek kesitlerinden dolayı , özellikle 243 Cm, 245 Cm ve 247 Cm, prensipte bir termal reaktör için yakıt olarak kullanılabilir. Genel olarak, arasındaki tüm izotopları, 242 cm ve 248 cm olarak 250 Cm, hatta sadece hızlı nötronlarla bazıları için, bir zincir reaksiyonu dayanabilir. Bir de hızlı damızlık yukarıda listelenen izotop her hangi bir kombinasyonu yakıt olarak kullanılabilir. Avantaj, kullanılmış yakıtın yeniden işlenmesi için, izotopik ayırmaya başvurmaya gerek olmayacak , sadece küriyumun diğer elementlerden kimyasal olarak ayrılmasına gerek kalacaktır .

Aşağıdaki tablo, moderatör veya reflektörsüz, sonra reflektörlü ve son olarak reflektör ve moderatörlü küresel bir geometri için kritik kütleleri vermektedir :

İzotop Kritik kitle Ray + reflektör + reflektör
+ moderatör
242 Cm 371 kilo 40,1 cm    
243 Cm 7,34 - 10 kg 10-11 cm 3-4 kg 155  g
244 Cm (13,5) - 30 kg (12,4) - 16cm    
245 Cm 9,41 - 12,3 kg 11-12 cm 3-4 kg 59  g
246 Cm 18-21 cm    
247 Cm 6,94 - 7,06 kg 9,9 cm 3-4 kg 1,55  kg
248 Cm 40,4 kilo 19,2 cm    
250 Cm 16.0 cm    

Bir reflektörle, garip izotopların kritik kütleleri yaklaşık 3 ila 4  kg'dır . Reflektörlü sulu çözeltide kritik kütle çok daha düşüktür; Bu değerler, ilgili fiziksel verilerin belirsizliğinden dolayı yalnızca% 15 dahilinde kesindir ve bağıntılı olarak, kaynaklara bağlı olarak çok değişken göstergeler bulacağız. Ancak kıtlığı ve yüksek fiyatı nedeniyle curium nükleer yakıt olarak kullanılmamaktadır ve Alman nükleer yasasına göre bu şekilde sınıflandırılmamaktadır.

Curium'un garip izotopları, burada yine özellikle 245 Cm ve 247 Cm, reaktörlerin yapımında olduğu gibi nükleer silah yapımında da kullanılabilir. 243 Cm'deki bombalar, bu izotopun düşük yarı ömrü nedeniyle önemli ölçüde bakım gerektirmelidir. Ayrıca enerjiyi ısıya dönüştürdüğü α bozunumunun etkisi altında 243 Cm aşırı derecede ısınacak ve bu da bomba yapımını oldukça zorlaştıracaktır. Ancak kritik kütlelerin çok küçük olması gerçeği minyatür bombalar yapmayı mümkün kılabilir. Bununla birlikte, şimdiye kadar bu yönde hiçbir araştırma faaliyeti kamuya açıklanmadı, bu da küriyumun düşük bulunabilirliği ile açıklanıyor.

Yalnızca radyonüklitler ve kararlı izotoplar bilinmemektedir. Toplamda, 233 Cm'den 252 Cm'ye kadar 20 izotop ve 7 izomerik durum biliyoruz  . Büyük yarı ömürleri aittir 247 Cm (15.6 × 10 6  yıl) ve 248 cm (348.000 yıl). Sonra 245 Cm (8500 yıl), 250 Cm (8.300 yıl) ve 246 Cm (4.760 yıl) gelir. 250 Cm izotopu meraktır , çünkü bozulmalarının büyük çoğunluğu (yaklaşık% 86) kendiliğinden oluşan fisyonlardır .

Küriyum en teknik kullanılan izotoplar olan 242 bir 162.8 yarı ömrü ile, Cm  gün ve 244 18,1 yıl ile Cm.

Termal nötron kaynaklı fisyon için enine kesitler yaklaşık olarak:

242 Cm 243 Cm 244 Cm 245 Cm 246 Cm 247 Cm 248 Cm
b 620  b 1.1  b 2.100  b 0.16  b 82  b 0.36  b

Bu, tek sayıda nötronun çoğu transuranik nüklidinin "termal olarak kolayca bölünebilir" olduğu kurala karşılık gelir.

kullanım

Curium, en radyoaktif maddelerden biridir. İki izotopları tercihen reaktör içinde üretilen gibi, 242 Cm ve 244 Cm sadece kısa bir yarı-ömür (sırasıyla 162.8 sahip  d arasında α enerjileriyle ve 18.1 yaş), yaklaşık 6  MeV , bunlar, örneğin çok daha büyük bir aktiviteye sahip radyum 226 Doğal uranyum-radyum bozunma zincirinde üretilen ve yarı ömrü 1600 yıl olan Ra . Bu radyoaktivite büyük miktarda ısı üretir : 244 Cm 3 W / g yayar  ve 242 Cm 120  W / g'ye çıkar . Küriyum Bu izotoplar, onların çok yüksek ısı emisyonu, kullanılabilen radyoizotop termoelektrik jeneratörler formunda curium (arasında III ) oksit (Cm 2 O 3), elektrik enerjisi temini için, örneğin uzay sondalarında . Bu amaçla tercihen 244 Cm kullanımı incelenmiştir . Bir α yayıcı olarak, bir β yayıcıdan önemli ölçüde daha ince bir kalkan gerektirir. Bununla birlikte, kendiliğinden fisyon oranı ve ilişkili nötronlar ve γ, 238 Pu'dan daha yüksektir . Daha ağır koruyucu, daha yüksek nötron ışınlama oranı ve daha kısa yarı ömür kombinasyonu sonuçta 238 Pu'ya 87,7 yıllık yarı ömrü ile avantaj sağlar .

242 Cm , kalp pilleri için radyoizotop termoelektrik jeneratörlerinde 238 Pu'nun yerini almak üzere test edilmiştir . Gerçekte, reaktörlerde üretilen 238 Pu , 237 Np (n, 2n) reaksiyonundan gelen 236 Pu ile her zaman kirlenir . Bununla birlikte, bu, bozunma zincirinde güçlü bir gama yayıcı olan talyum 208 Tl'yi içerir . Benzer bir kusur , uranyumun döteron ışınlamasıyla yapılan 238 Pu'da meydana gelir . Reaktörlerde önemli miktarlarda üretilen diğer curium izotopları, bozulma zincirlerinde hızla, kalp pillerinin yapımı için radyasyonu artık önemli olmayan uzun ömürlü izotoplara yol açar .

X spektrometreleri

244 cm Mainz geliştirilen α-parçacık X spektrometre (apsx) içinde α radyasyon kaynağı olarak hizmet Chemistry Otto Hahn, Institute of Max-Planck Şirketi Mars araçlar hangi, Sojourner , ruh ve fırsat kullanılmıştır. Mars gezegeninin toprağındaki kayayı kimyasal olarak analiz etti. Rosetta uzay sondasının Philaé uzay aracı , 67P / Tchourioumov-Guerassimenko kuyruklu yıldızının bileşimini analiz etmek için bir APXS ile donatılmıştır .

Surveyor 5-7 ay sondalar da gemide alfa spektrometre vardı. Ancak bunlar 242 Cm ile çalıştı ve α parçacıkları tarafından püskürtülen protonların yanı sıra geri saçılan α parçacıkları (geri gönderilen) ölçtü .

Diğer elementlerin üretimi

Curium ayrıca daha yüksek transuraniklerin ve transaktinidlerin üretimi için bir hammadde olarak kullanılır . Bu nedenle, örneğin, 248 Cm'nin 18 O oksijen veya 26 Mg magnezyum çekirdeği ile ışınlanması sırasıyla seaborgium ( 265 Sg) ve hassium ( 269 Hs ve 270 Hs) elementlerine yol açar .

Güvenlik önlemleri

Alman Tehlikeli Maddeler Yönetmeliği  (de) listesinde belirtilen tehlike dereceleri, yalnızca radyoaktivite ile ilgili olanlara kıyasla tamamen ihmal edilebilir bir rol oynayan kimyasal seviyedeki tehlikeyle ilgili oldukları için curium ve bileşikleri için mevcut değildir . İkincisi, her durumda, yalnızca kayda değer miktarlarda madde söz konusu olduğunda önemlidir.

Yalnızca küriyumun radyoaktif izotopları olduğundan, bu element, bileşikleri gibi, yalnızca kendi güvenlik kuralları olan özel laboratuvarlarda kullanılmalıdır. En yaygın izotoplar , birleşmelerinden kesinlikle kaçınılması gereken a yayıcılardır . İzotopların büyük bir kısmı, en azından kendiliğinden fisyonla kısmen bozunur . Sonuçta ortaya çıkan fisyon ürünlerinin , genellikle kendileri de radyoaktif, muhtemelen yüksek enerjili γ yayıcılar olan geniş spektrumu , kılavuzların geliştirilmesinde dikkate alınması gereken ek bir risk sunar.

Vücut üzerindeki etkiler

Kaşıntı gıda ile emilirse çoğu birkaç gün içinde atılır ve sadece% 0,05'i sistemik dolaşıma karışır. Bu miktarın % 45'i karaciğerde ,% 45'i kemiklerde birikir ve kalan% 10'u elimine edilir. Kemiklerde, özellikle kemik gövdesi ile ilik arasındaki sınırda kür birikir ve böylece kan hücrelerinin ( hematopoez ) üretimini engeller . Daha sonra kortekse difüzyon sadece yavaş gerçekleşir.

By inhalasyon , curium küriyum ile çalışmak için esas bu formu en büyük riski yapım çok daha güçlüdür vücuda girer. İnsan vücudu için 244 Cm başına (çözünür formda) toplam kabul edilebilir yük 0.3  u Ci'dir .

Sıçanlar üzerinde yapılan deneylerde, 242 Cm ve 244 Cm intravenöz enjeksiyondan sonra , ortaya çıkması, insanlarda curium dahil edilmesinin ana tehlikesi olduğu düşünülen kemik kanseri oranında bir artış gözlenmiştir . İzotopları solumak akciğer kanserine ve karaciğer kanserine yol açtı .

Nükleer atıkların yeniden işlenmesiyle ilgili sorunlar

Nükleer reaktör içinde (yani yakıt kullanımı uzun bir süre ile), kaçınılmaz olarak reaksiyonlar (oluşturduğu küriyum izotopları oldukça ekonomik koşullar altında çalışan N parçalanma β ardından, γ) - ( bakınız yukarıda ). Bir ton kullanılmış yakıt, ortalama olarak yaklaşık 20  g çeşitli küriyum izotopu içerir. Bunların arasında, kütle numaraları 245 ila 248 arasında olan a yayıcılar , nispeten uzun yarı ömürleri nedeniyle nihai depolamada istenmeyen bir durumdur ve bu nedenle, transuranik atık olarak sayılmalıdır . Nihai depolamada uzun ömürlü radyotoksisitesinde bir azalma, uzun ömürlü izotopları ışınlanmış yakıtlardan ayırarak mümkün olacaktır.

Curium eliminasyonu için, ayırma  ve  dönüştürme stratejisi şu anda araştırılmaktadır . Öngörülen süreç 3 aşamadan oluşur: kullanılmış yakıtın kimyasal olarak ayrılması, elementlerin gruplandırılması ve nihai depolama kapasitesine sahip bir kalıntı elde etmek için her gruba özel takip. Bu sürecin bir parçası olarak, küriyum izotopları, kısa ömürlü çekirdeklere dönüşene kadar özel reaktörlerde nötron ışınlamasına maruz kalacaktı. Böyle bir sürecin gelişmesidir anda Eğitimi, amaç ulaşılamaması şimdi .

Bileşikler ve reaksiyonlar

Oksitler

Curium, oksijen tarafından kolayca saldırıya uğrar . Oksidasyon derecesi +3 olan küriyum oksitler vardır (Cm 2 O 3) ve +4 (CmO 2). İki değerlikli oksit CmO da bilinmektedir.

Siyah küriyum ( IV ) oksit doğrudan elementlerden elde edilebilir . Hava veya oksijen varlığında metalik küriyi ısıtmak yeterlidir. Küçük miktarlar için, küriyum ( III ) oksalat (Cm 2 (C 2 O 4 ) 3 gibi küriyum tuzlarının ısıtılması tercih edilir.) veya küriyum ( III ) nitrat (Cm (NO 3 ) 3), metalik küriyonun kullanımı hassas kalır.

Kür ( IV ) oksitten, beyazımsı küriyum ( III ) oksit , 600  ° C'de vakumda (yaklaşık 0.01 Pa ) termal ayrışma ile elde edilebilir  :  

Diğer bir yol, küriyum ( IV ) oksidin moleküler hidrojen tarafından indirgenmesidir .

(Doğası curium mevcut çoğu bakınız yukarıda ) Cm formundadır 2 O 3ve CmO 2.

Halojenürler

4 kararlı halojene dayanan kürium halojenürler bilinmektedir.

Florür curium ( III ), renksiz (CMF 3) Cm ( III ) içeren çözeltilerin florür iyonları ile çökeltilmesiyle elde edilebilir . Dört değerli küriyum florür (CmF 4) Cm ( III ) florürün moleküler flor ile dönüşümü ile :

M 7 Cm 6 F 31 şeklinde bir dizi kompleks florürM'nin bir alkali metal olduğu bilinmektedir.

Klorür curium ( III ), renksiz (MLC 3) küriyum ( III ) hidroksit (Cm (OH) 3) kuru hidrojen klorür (HCl). Curium ( III ) klorür , küriyum ( III ) bromür (açık yeşil) ve küriyum ( III ) iyodür (renksiz) sentezi için kullanılabilir . Bunu yapmak için klor, uygun amonyum halojenür ile değiştirilmelidir:

Kalkojen ve piktojen tuzları

Arasında kalkojen tuzları , sülfitler ve selenitler bilinmektedir . Yüksek sıcaklıkta kükürt veya saf gaz halindeki selenyumun etkisiyle elde edilebilirler .

Tuzlar pnictogen CMX tipi, X = nitrojen , fosfor , arsenik ve antimon elementleriyle bilinir . Üretimleri küriyum (III) (MHC 3 ) hidritinin bu yüksek sıcaklık bileşenlerinin veya metal küriyumun etkisiyle gerçekleşebilir.

Organo metalik bileşikler

Uranyumun iki siklooktatetraen ligandı ile komplekslendiği organometalik bir bileşik olan uranosene benzer şekilde , toryum , protaktinyum , neptunyum ve amerikum için karşılık gelen kompleksler gösterilmiştir . Teorisi moleküler orbitaller benzer bir bileşik olup, (η düşündürmektedir 8 C 8 H 8 ) 2 Cm bir "curocene" sentezlenebilir, ama henüz elde edilmemiştir.

Notlar ve referanslar

Notlar

  1. 249 Cm 1 bir yarı ömre sahiptir  h ve P tarafından% 100 elde edilir - çürüme bir berkelyum 249 Bk.
  2. 396,6 nm eksitasyon dalga boyuna sahip bir tris (hidrotris) pirazolilborato-Cm ( III )  kompleksi solüsyonunda lazerle indüklenen turuncu floresan .
  3. APXS, Alfa Parçacık X Spektrometresinin kısaltmasıdır .

Referanslar

  1. (in) Beatriz Cordero Verónica Gómez, Ana E. Platero-Prats, Marc Revés Jorge Echeverría, Eduard Cremades, Flavia ve Santiago Barragan Alvarez , "  Covalent radii revisited  " , Dalton İşlemleri ,2008, s.  2832 - 2838 ( DOI  10.1039 / b801115j )
  2. (in) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC,2009, 89 inci  baskı. , s.  10-203
  3. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press Inc,2009, 90 inci  baskı. , 2804  s. , Ciltli ( ISBN  978-1-420-09084-0 )
  4. Chemical Abstracts veritabanı, SciFinder Web üzerinden 15 Aralık 2009'da sorgulanmıştır (arama sonuçları )
  5. (in) "  C ve en:'S ELEMENTEL: PERİYODİK - americium  " ile American Chemical Society (erişilen 2019 4 May ) .
  6. (in) GT Seaborg , RA James ve A. Ghiorso , "  The New Element Curium (Atomic Number 96)  " , NNES PPR ( National Nuclear Energy Series, Plutonium Project Record ) , Cilt.  14B,1949( özet , çevrimiçi okuyun ).
  7. Morss 2006 .
  8. (en) G. Audi , O. Bersillon , J. Blachot ve AH Wapstra , "  Nükleer ve bozunma özelliklerinin NUBASE değerlendirmesi  " , Nuclear Physics A , cilt.  729 3–128,2003( çevrimiçi okuyun ).
  9. (in) "  C & EN: It's Elemental: The Periodic Table - Americium  " ( 12 Kasım 2010'da erişildi ) .
  10. (in) "  Patent No. 3,161,462  " , Google Patentler ( 12 Kasım 2010'da erişildi ) .
  11. küriyum açıklaması üzerine webelements.com , danışılan4 Şubat 2015.
  12. (in) "  National Academy of Sciences - Isadore Perlman 1915-1991  " ( 12 Kasım 2010'da erişildi ) .
  13. (inç) LB Werner ve I. Perlman , "  İzolasyon Curium  " , NNES PPR ( Ulusal Nükleer Enerji Serisi, Plütonyum Proje Kaydı ) , Cilt.  14B,1949.
  14. (en) JC Wallmann , WWT Crane ve BB Cunningham , "  Curium Metalin Hazırlanması ve Bazı Özellikleri  " , J. Am. Soc. , cilt.  73, n o  1,1951, s.  493–494 ( DOI  10.1021 / ja01145a537 ).
  15. (in) LB Werner ve I. Perlman , "  First Isolation of Curium  " , J. Am. Chem. Soc. , cilt.  73, n o  11,1951, s.  5215–5217 ( DOI  10.1021 / ja01155a063 ).
  16. (inç) FLH Tissot DAUPHAS N. ve L. Grossman, "  Erken güneş bulutsusu yoğunlaşmalarında uranyum izotop varyasyonlarının kaynağı  " , Science Advances ,Mart 4, 2016( çevrimiçi okuyun ).
  17. (de) "  Lenntech (Curium)  " ( 12 Kasım 2010'da erişildi ) .
  18. (içinde) RA Fields et al. , "  Termonükleer Test Enkazındaki Transplutonyum Elemanları  " , [[ Fiziksel İnceleme | Fiziksel İnceleme ]] , cilt.  102, n o  1,1956, s.  180–182 ( DOI  10.1103 / PhysRev.102.180 ).
  19. (in) "  bilgi öğesi curium'dur  " , www.speclab.com ( 12 Kasım 2010'da erişildi ) .
  20. (içinde) BB Cunningham ve JC Wallmann , "  Kristal Yapısı ve Curium Metalin Erime Noktası  " , J. Inorg. Nucl. Chem. , cilt.  26, n o  21964, s.  271–275 ( DOI  10.1016 / 0022-1902 (64) 80069-5 ).
  21. (in) JN Stevenson ve JR Peterson , "  Elemental Curium-248 ve Curium-248 ve Berkelium-249 Nitrürlerinin Hazırlanması ve Yapısal Çalışmaları  " , J. Less Common Metals , Cilt.  66, n o  21979, s.  201–210 ( DOI  10.1016 / 0022-5088 (79) 90229-7 ).
  22. Gmelin , B 1, s.  67–68.
  23. (in) ID Eubanks ve MC Thompson , "  Prepar of Curium Metal  " , Inorg. Nucl. Chem. Lett. , cilt.  5, n o  3,1969, s.  187–191 ( DOI  10.1016 / 0020-1650 (69) 80221-7 ).
  24. (in) "  neptunium Physics  " ( 12 Kasım 2010'da erişildi ) .
  25. (in) V. Milman , B. Winkler ve CJ Pickard , "  Crystal Structures of Curium Compounds: An ab initio study  " , Journal of Nuclear Materials , cilt.  322, n kemikler  2-3,2003, s.  165–179 ( DOI  10.1016 / S0022-3115 (03) 00321-0 ).
  26. (tr) MA Denecke , A. Rossberg PJ PANAK , M. Weigl , B. Schimmelpfennig ve A. Geist , “  Karakterizasyonu ve Cm karşılaştırması ( III ) ve AB ( III 2,6-Di ile kompleks) EXAFS, TRFLS ve Kuantum-Kimyasal Yöntemler Kullanılarak (5,6-Dipropil-1,2,4-triazin-3-il) piridin  ” , Inorg. Chem. , cilt.  44, n o  23,2005, s.  8418–8425 ( DOI  10.1021 / ic0511726 , özet ).
  27. Bünzli 1989 .
  28. (in) Thomas K. Keenan , "  Sulu tetravalent Curium'un İlk Gözlemi  " , J. Am. Chem. Soc. , cilt.  83, n o  17,1961, s.  3719–3720 ( DOI  10.1021 / ja01478a039 ).
  29. (in) LB Asprey , FH Ellinger , S. Fried ve WH Zachariasen , "  Quadrivalent Curium için Kanıt. Curium Oksitleri Üzerine X-ışını Verileri  " , J. Am Chem. Soc. , cilt.  77, n o  6,1955, s.  1707–1708 ( DOI  10.1021 / ja01611a108 ).
  30. Holleman 2007 , s.  1956.
  31. (in) P. Jensen ve AH Bond , "  Trivalent aktinid ve lantanid katyonlarının komplekslerinde Kovalansın karşılaştırılması  " , J. Am. Chem. Soc. , cilt.  124, n o  33,2002, s.  9870–9877 ( DOI  10.1021 / ja0178620 ).
  32. (inç) GT Seaborg , Aktinit ve lantanit ( f ) Elementlerine Genel Bakış  " , Radiochim. Açta , cilt.  61,1993, s.  115–122.
  33. (in) "  The Biochemical Periyodik Tablolar - Curium  " ( 12 Kasım 2010'da erişildi ) .
  34. (in) H. Moll , T. Stumpf , Bay Merroun , A. Roßberg S. Selenska-Pobell ve G. Bernhard , "  Curium (Etkileşimi Lazer Floresans Spektroskopisi Çalışma Zaman çözülmesi III Desulfovıbrıo äspöensis DSM ile birlikte) 10631T  ” , Yaklaşık. Sci. Technol. , cilt.  38, n o  5,2004, s.  1455–1459 ( PMID  15046347 ).
  35. (in) T. Ozaki , JB Gillow , AJ Francis , T. Kimura , T. Ohnuki ve Z. Yoshida , "  Association of Eu ( III ) and Cm ( III ) with Bacillus subtilis and Halobacterium salinarium  " , J. Nuc . Sc ve Tech. , cilt.  Suppl. 3,2002, s.  950–953 ( özet ).
  36. (en) “  Taşıma sırasında aktinidler için nükleer kritik güvenlik verilerinin ve sınırlarının değerlendirilmesi  ” [PDF] , Radyasyondan Korunma ve Nükleer Güvenlik Enstitüsü ( 12 Kasım 2010'da erişildi ) , s.  16.
  37. (inç) H. Okundo ve H. Kawasaki , "  ANSI / ANS-8.15 Revizyonu için JENDL-3.2'ye Dayalı Curium-243 ila -247'nin Kritik ve Alt Kritik Kütle Hesaplamaları  " , J. Nuc. Sc ve Tech. , cilt.  39,2002, s.  1072–1085 ( özet ).
  38. (de) “  § 2, Art. 1, Atomgesetz  ” ( 12 Kasım 2010'da erişildi ) (15 Aralık 2008).
  39. Karlsruhe çekirdek tablosu .
  40. (de) Harry H. Binder , Lexikon der chemischen Elemente , Stuttgart, S. Hirzel Verlag,1999( ISBN  3-7776-0736-3 ) , s.  174–178.
  41. Gmelin , A 2, s.  289.
  42. (in) "  Nuklide für RTGs (arka sayfa)  " [PDF] ( 12 Kasım 2010'da erişildi ) .
  43. (içinde) "  Basiswissen-Kernenergie  " ( 12 Kasım 2010'da erişildi ) .
  44. (De) "  Bernd Leitenberger: Philae  " ( 12 Kasım 2010'da erişildi ) .
  45. (in) "  www.bernd-leitenberger.de (Surveyor)  " ( 12 Kasım 2010'da erişildi ) .
  46. (in) "  NASA Tarihi  " (erişilen 12 Kasım 2010 ) .
  47. Holleman 2007 , s.  1980-1981.
  48. Hoffmann 1979 .
  49. (in) LH Baetsle, "  Radyoaktif Atık Yönetiminde Radyoaktif Malzemelerin Bölümlenmesi / Dönüşümü Uygulaması  " [PDF] , ICTP,2001( 12 Kasım 2010'da erişildi ) . 77 sayfa.
  50. Holleman 2007 , s.  1972.
  51. (tr) HO Haug , "  Kuriyum seskioksit Cm 2 O 3  " , J. Inorg. Nucl. Chem. , cilt.  29, n o  11,1967, s.  2753–2758 ( DOI  10.1016 / 0022-1902 (67) 80014-9 ).
  52. (en) TK Keenan , "  K 7 Cm 6 F 31'in Kafes Sabitleri1: 1 ve 7: 6 Alkali Metal-aktinit ( IV ) Serisindeki trendler  ” , Inorg. Nucl. Chem. Lett. , cilt.  3, n o  10,1967, s.  391–396 ( DOI  10.1016 / 0020-1650 (67) 80092-8 ).
  53. (inç) LB Asprey , TK Keenan ve FH Kruse , "  Trifluorides, Trichlorides, Tribromides ve Americium ve Triiodides Curium'un Kristal Yapıları  " , Inorg. Chem. , cilt.  47,1965, s.  985–986 ( DOI  10.1021 / ic50029a013 ).
  54. (in) D. Damien , JP Charvillat ve W. Müller , "  Curium Sülfidler ve selenidlerin Hazırlanması ve Kafes Parametreleri  " , Inorg. Nucl. Chem. Lett. , cilt.  11, n kemik  7-8,1975, s.  451–457 ( DOI  10.1016 / 0020-1650 (75) 80017-1 ).
  55. Elschenbroich 2008 , s.  589.

Ayrıca görün

Kaynakça

İlgili Makaleler

Dış bağlantılar


  1 2                               3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1  H     Hey
2  Li Ol   B VS DEĞİL Ö F Doğmuş
3  Yok Mg   Al Evet P S Cl Ar
4  K O   Sık iğne Ti V Cr Mn Fe Co Veya Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5  Rb Sr   Y Zr Nb Pzt Tc Ru Rh Pd Ag CD İçinde Sn Sb Sen ben Xe
6  Cs Ba   Bu Pr Nd Pm Sm Vardı Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Okuyun Hf Sizin W Yeniden Kemik Ir Pt Şurada: Hg Tl Pb Bi Po Şurada: Rn
7  Fr Ra   AC Th Baba U Np Abilir Am Santimetre Bk Cf Dır-dir Fm Md Hayır Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt DS Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
8  119 120 *    
  * 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142  


  Alkali   Metaller
  Alkali  
toprak
  Lantanitler  
Geçiş   metalleri  
  Zayıf   metaller
  Metal-  
loidler
Olmayan
  metaller  
halo
  genleri  
  Asil   gazlar
  Sınıflandırılmamış   öğeler
Aktinitler
    Süperaktinitler    
<img src="https://fr.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1x1" alt="" title="" width="1" height="1" style="border: none; position: absolute;">