Кюрий
Кюрий | |||
---|---|---|---|
← Америций | Берклий → | |||
Внешний вид простого вещества | |||
Серебристый радиоактивный металл | |||
![]() |
|||
Свойства атома | |||
Название, 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 | ||
Номер CAS | 7440-51-9 |
96 | Кюрий
|
5f76d17s2 |
Кю́рий (лат. Curium (Cm)) — 96-й элемент таблицы Менделеева, синтезированный трансурановый элемент.
Содержание
История[править | править код]
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.
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 код]
Назван в честь Пьера и Марии Кюри.
Получение[править | править код]
Определённые изотопы кюрия производят в атомных реакторах. Путём 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[когда?] 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].
Изотопы и их применение[править | править код]
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.
Другой 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 8500 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).
Примечания[править | править код]
- ↑ Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.). Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 560. — 671 с. — 100 000 экз.
- ↑ WebElements Periodic Table of the Elements | Curium | crystal structures
- ↑ Отчет комиссии по проведению экспертизы работ Петрика В.И
Литература[править | править код]
- Curium Data Sheets, ORNL 1966
- Curium Data Sheets, ORNL 1973
Ссылки[править | править код]
- Кюрий на Webelements (англ.)
- Кюрий в Популярной библиотеке химических элементов, Издательство «Наука», 1977.