Кюрий

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
96 АмерицийКюрийБерклий
Водород Гелий Литий Бериллий Бор Углерод Азот Кислород Фтор Неон Натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор Сера Хлор Аргон Калий Кальций Скандий Титан Ванадий Хром Марганец Железо Кобальт Никель Медь Цинк Галлий Германий Мышьяк Селен Бром Криптон Рубидий Стронций Иттрий Цирконий Ниобий Молибден Технеций Рутений Родий Палладий Серебро Кадмий Индий Олово Сурьма Теллур Иод Ксенон Цезий Барий Лантан Церий Празеодим Неодим Прометий Самарий Европий Гадолиний Тербий Диспрозий Гольмий Эрбий Тулий Иттербий Лютеций Гафний Тантал Вольфрам Рений Осмий Иридий Платина Золото Ртуть Таллий Свинец Висмут Полоний Астат Радон Франций Радий Актиний Торий Протактиний Уран Нептуний Плутоний Америций Кюрий Берклий Калифорний Эйнштейний Фермий Менделевий Нобелий Лоуренсий Резерфордий Дубний Сиборгий Борий Хассий Мейтнерий Дармштадтий Рентгений Коперниций Унунтрий Флеровий Унунпентий Ливерморий Унунсептий УнуноктийПериодическая система элементов
96Cm
Hexagonal.svg
Electron shell 096 Curium.svg
Внешний вид простого вещества
Кюрий.jpg
Серебристый податливый радиоактивный металл
Свойства атома
Имя, символ, номер

Кю́рий / Curium (Cm), 96

Атомная масса
(молярная масса)

247,0703 а. е. м. (г/моль)

Электронная конфигурация

[Rn] 5f7 6d1 7s2

Радиус атома

299 пм

Химические свойства
Электроотрицательность

1,3 (шкала Полинга)

Электродный потенциал

Cm←Cm3+ -2,06 В
Cm←Cm2+ -1,2 В

Степени окисления

4, 3

Энергия ионизации
(первый электрон)

581(6,02) кДж/моль (эВ)

Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)

13,51 г/см³

Температура плавления

1613 K

Температура кипения

3383 K

Молярная теплоёмкость

27[1] Дж/(K·моль)

Молярный объём

18,28 см³/моль

Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки

гексагональная

Параметры решётки

a=3,496 c=11,33[2]

Отношение c/a

3,24

96
Кюрий
Cm
247,07
5f76d17s2

Кюрий (лат. Curium (Cm)) — 96-й элемент таблицы Менделеева, синтезированный трансурановый элемент.

История[править | править исходный текст]

После завершения работ, связанных с плутонием, внимание исследователей Металлургической лаборатории было обращено на синтез и идентификацию новых трансурановых элементов. В этой работе участвовали Г. Сиборг, А. Гиорсо, Л. О. Морган и Р. А. Джеймс. На протяжении довольно длительного периода, синтезировать и идентифицировать элементы № 95 и № 96 не удавалось потому, что предполагалось, что они будут иметь сходство с плутонием и довольно легко окисляться до шестивалентного состояния. Но в 1944 году, когда было установлено, что эти элементы являются аналогами лантаноидов и входят в особую группу называемую актиноидами, открытие состоялось. Первым, в 1944 году, был открыт кюрий. Его получили при бомбардировке 239Pu α-частицами.

\mathrm{{}^{239}_{94}Pu} + \mathrm{{}^{4}_{2}He} \rightarrow \mathrm{{}^{242}_{96}Cm} + \mathrm{{}^{1}_{0}n}

Разделение америция и кюрия было сопряжено с большими трудностями, так как химически они очень схожи. Трудность разделения отображена в первоначальных названиях элементов «пандемониум» и «делириум», что в переводе с латыни означает «ад» и «бред». Они были разделены методом ионного обмена с использованием ионообменной смолы дауэкс-50 и α-оксиизобутирата аммония в качестве элюента.

Кюрий был выделен Л. В. Вернером и И. Перлманом в 1947 году в виде гидроксида, полученного из гидроксида америция, подвергнутого облучению нейтронами.

Происхождение названия[править | править исходный текст]

Назван в честь Пьера и Марии Кюри.

Получение[править | править исходный текст]

Определенные изотопы кюрия производят в атомных реакторах. Путем последовательного захвата нейтронов ядрами элементов-мишени происходит накопление атомов кюрия. После накопления кюрия в достаточных количествах, его выделяют методами химической переработки, концентрируют и вырабатывают оксид кюрия.

Кюрий — металл крайне дорогой. В настоящий момент используется только в самых важных областях ядерных технологий. Тем не менее, в США и России существуют так называемые кюриевые программы, основной задачей которых являются:

  • Максимальное увеличение количества кюрия в облученном топливе.
  • Максимальное сокращение сроков наработки кюрия.
  • Разработка рациональных технологий облучения топлива и разработка топливных композиций.
  • Снижение цен на кюрий.

Это связано с тем, что спрос на кюрий в основных его областях использования многократно превышает предложение. Получение достаточных количеств кюрия способно решить проблему производства компактных космических реакторов, самолетов с ядерными двигателями и др.

Согласно отчету комиссии РАН под руководством академика В. А. Тартаковского от 23 апреля 2010 г., на исследовательских реакторах ГНЦ НИИАР (г. Димитровград) создана уникальная технология производства кюрия-244[3].

Применение[править | править исходный текст]

Кюрий-242 в виде окиси (плотность около 11,75 и период полураспада 162 дня) применяется для производства компактных и чрезвычайно мощных радиоизотопных источников энергии (энерговыделение около 1169 Вт/см³), а 1 грамм металлического кюрия выделяет около 120 Вт.

Особенностью и удобством, а также причиной безопасности источников тепла на основе кюрия является тот факт, что кюрий — практически чистый альфа-излучатель. Интегрированная энергия альфа-распада одного грамма кюрия за год составляет приблизительно 480 кВт·ч.

Важной областью применения кюрия является производство нейтронных источников высокой мощности для «поджигания» (запуска) специальных атомных реакторов. В последние годы очень важное место не только в умах инженеров, но и в производстве занимает другой, более тяжелый изотоп кюрия — кюрий-244 (период полураспада 18,1 года) и он также альфа-излучатель (энерговыделение около 2,83 Вт/грамм). Однако кюрий-244 также обладает достаточно большой вероятностью испускания спонтанных нейтронов (1,4*10−6 нейтронов/Бк), внося существенный вклад в нейтронный радиационный фон от отработавшего ядерного топлива некоторых реакторов. Кюрий-245 (период полураспада 3320 лет) очень перспективен для создания компактных атомных реакторов с сверхвысоким энерговыделением, и изыскиваются способы рентабельного производства этого изотопа.

Самым долгоживущим изотопом кюрия является кюрий-247 (около 16 млн лет).

Биологическая роль[править | править исходный текст]

Примечания[править | править исходный текст]

  1. Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 560. — 671 с. — 100 000 экз.
  2. WebElements Periodic Table of the Elements | Curium | crystal structures
  3. Отчет комиссии по проведению экспертизы работ Петрика В.И

Ссылки[править | править исходный текст]