Curium

Kohteesta Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
AmerikiumCuriumBerkelium
Gd

Cm

-  
 
 
Cm-TableImage.png
Yleistä
Nimi Curium
Tunnus Cm
Järjestysluku 96
Luokka aktinoidi
Lohko f-lohko
Ryhmä -
Jakso 7
Tiheys 13,51×103 kg/m3
Löytövuosi, löytäjä 1944, Glenn T. Seaborg, R. A. James, L. O. Morgan ja A. Ghiorso
Atomiominaisuudet
Atomipaino 247,0703 amu
Orbitaalirakenne [Rn] 5f76d17s2
Elektroneja elektronikuorilla 2, 8, 18, 32, 25, 9, 2
Hapetusluvut +III
Kiderakenne heksagonaalinen tiivispakkaus
Fysikaaliset ominaisuudet
Olomuoto kiinteä
Sulamispiste 1613 K (1340 °C)
Kiehumispiste 3383 K (3110 °C)
Sulamislämpö 13,85 kJ/mol kJ/mol
Muuta
Elektronegatiivisuus 1,3 (Paulingin asteikko)
Ominaislämpökapasiteetti luotettavaa dataa ei saatavissa kJ/kg K
CAS-numero 7440-51-9
Tiedot normaalilämpötilassa ja -paineessa
Pala metallista curiumia.

Curium on keinotekoisesti valmistettu transuraaneihin ja aktinoideihin kuuluva alkuaine, jonka kemiallinen merkki on Cm (lat. curium) ja järjestysluku on 96. Curium on erittäin radioaktiivinen alkuaine. Se on hopeanväristä, kovaa metallia, jonka tiheys on 13,5 g/cm3. Sulamispiste on 1613 K (1340 C) ja kiehumispiste on 3383 K (3110 C), mitkä ovat korkeita arvoja aktinoidille. Pysyvimmän isotoopin (247Cm) puoliintumisaika on noin 15,6 miljoonaa vuotta.[1][2]

Curiumia voidaan tuottaa pommittamalla uraania tai plutoniumia neutroneilla ydinreaktoreissa. Yksi tonni käytettyä ydinpolttoainetta sisältää noin 20 grammaa curiumia. Curiumia voidaan käyttää kannettavana energianlähteenä ydinparistona, koska sen radioaktiivisuus synnyttää lämpöä. Curiumia käytetään sydämentahdistimien materiaalien valmistuksessa, navigaatiopoijuissa ja avaruustutkimuksessa. Luonnossa sitä ei tavata.[3]

Curiumia valmistivat ensimmäisenä Glenn T. Seaborg, R.A. James, L.O. Morgan ja Albert Ghiorso vuonna 1944 pommittaessaan plutoniumia alfahiukkasilla. Nimen curium sai Marie ja Pierre Curiesta.[3]

Isotoopit[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Curiumille tunnetaan ainakin 15 isotooppia, joiden massaluvut ovat 237-251 välillä. Kaikki ovat radioaktiivisia. Ainoastaan isotooppeja 242Cm, 244Cm, ja 248Cm voidaan tuottaa niin suuria määriä, että niitä voidaan käyttää kemian tutkimukseen. Lisäksi curiumilla on 7 isomeeria.[2](s. 1398)

Isotooppi Puoliintumisaika Hajoamistyyppi
237Cm  ? EC, α
238Cm 2,3 h EC (<90%), α (>10%)
239Cm 2,9 h EC
240Cm 27 d (α), 1,9·106 a (SF) α, SF
241Cm 32,8 d EC (99,0%), α (1,0%)
242Cm 162,8 d (α), 7,0·106 a (SF) α, SF
243Cm 29,1 a α (99,76%), EC (0,24%)
244Cm 18,10 a (α), 2,3·107 a (SF) α, SF
245Cm 8500 a α
246Cm 4760 a (α), 1,8·107 a (SF) α, SF
247Cm 1,56·107 a α
248Cm 34800 a α (91,61%), SF (8,39%)
249Cm 64,15 min β-
250Cm ~8300 a SF
251Cm 16,8 min β-

Lähde:[2](s. 1399)

Käyttö[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Curiumin säteily on niin voimakasta, että metalli loistaa sen avulla purppuraisena pimeässä.

Curiumin 242Cm and 244Cm isotooppeja on tutkittu käytettäviksi kannettavana energianlähteenä avaruustekniikassa ja lääketieteessä, koska ne voivat synnyttää lämpöenergiaa peräti 122 wattia (242Cm) ja 2,8 wattia (244Cm) grammaa kohti.[2](s. 1398) Isotooppi 243Cm jonka puoliintumisaika on noin 30 vuotta, voisi myös soveltua tähän, sillä se tuottaa lämpöä ~1,6 W/g, mutta sen hajoamistuotteet säteilevät voimakasta beeta- ja gammasäteilyä. Eniten lämpöä tuottavan 242Cm isotoopin haitta taas on korkea hinta, noin $2000 USD/g[4](s. 19), minkä takia sitä ei ole tähän tarkoitukseen juurikaan käytetty. Vaikka 244Cm on α-säteilijä, se hajoaa myös spontaanilla fissiolla tuottaen suuren määrän neutroneita ja gammasäteilyä. Verrattuna 238Pu isotooppia käyttävään radioisotooppiseen termosähkögeneraattoriin, 244Cm emittoi 500 kertaisesti neutroneja ja sen gammasäteily vaatii 20 kertaa paksumman säteilysuojauksen (noin 2 tuumaa lyijyä 1 kW voimanlähteelle, verrattuna 0,1 tuumaa vastaavalle 238Pu-paristolle). Säteilyltä suojaaminen, sekä curiumin kalleus ja valmistamisen hankaluus rajoittavat sen käyttöä voimanlähteenä.[4]

Lupaavin sovellus 242Cm isotoopille on tuottaa siitä plutoniumin isotooppia 238Pu, joka soveltuu paremmin ydinparistojen ja sydämentahdistimien voimanlähteeksi. Curiumia pommittamalla voidaan myös tuottaa muita sitä raskaampia alkuaineita. Esimerkiksi törmäyttämällä 248Cm kohtiota hapella tai magnesiumilla voidaan tuottaa transaktinoidi seaborgiumin isotooppia (265Sg) tai hassiumia (269Hs ja 270Hs)[5](s. 1980–1981)

Curiumia on käytetty alfahiukkasten lähteenä avaruusluotainten röntgenspektrometreissä ainakin Sojourner, Spirit, Opportunity ja Curiosity Mars-mönkijöissä ja komeetta 67P/Tšurjumov–Gerasimenkolle laskeutuneessa Philae-sondissa.

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Audi, G., Bersillon, O., Blachot, J. & Wapstra, A.H. (2003): The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties. Nuc. Phys. A 729, s. 3–128.
  2. a b c d Gregg J. Lumetta, Major C. Thompson, Robert A. Penneman & P. Gary Eller (2006) Curium, luku 9 kirjasta Morss, Lester R.; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean, toim. The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (PDF) (3. painos). Dordrecht: Springer. ss. 1397–1443. (englanniksi)
  3. a b Marko Hamilo: Marie Curie, aina ensimmäinen nainen Helsingin Sanomat 20.9.2005 (alkuainesarjan artikkeli curiumista). Viitattu 22.11.2015.
  4. a b Basic elements of static RTGs, G.L. Kulcinski, NEEP 602 Course Notes (2000), Nuclear Power in Space, University of Wisconsin Fusion Technology Institute (englanniksi)
  5. Holleman, Arnold F. & Wiberg, Nils (2007) Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. painos, de Gruyter, Berliini, ISBN 978-3-11-017770-1

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Curium.