Kűrium: Kémiai elem, rendszáma 96, vegyjele Cm

Vegyjele Cm, rendszáma 96. A kűriumot Glenn T. Seaborg, Ralph A. James, és Albert Ghiorso fedezte fel a Berkeley-i Kaliforniai Egyetemen.

96 amerícium ← kűrium → berkélium Gd ↑ Cm ↓ (Uqh) 96 Cm Periódusos rendszer
Általános
Név, vegyjel, rendszám	kűrium, Cm, 96
Latin megnevezés	curium
Elemi sorozat	aktinoidák
Csoport, periódus, mező	?, 7, f
Megjelenés	ezüstös
Atomtömeg	(247) g/mol
Elektronszerkezet	[Rn] 5f7 6d1 7s²
Elektronok héjanként	2, 8, 18, 32, 25, 9, 2
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot	szilárd
Sűrűség (szobahőm.)	13,51 g/cm³
Olvadáspont	1613 K (1340 °C, 2444 °F)
Forráspont	3383 K (3110 °C, 5630 °F)
Olvadáshő${\displaystyle \Delta _{fus}{H}^{\ominus }}$	? 15 kJ/mol
Gőznyomás P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k T/K 1788 1982
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet	hexagonális
Oxidációs szám	3 (amfoter oxid)
Elektronegativitás	1,3 (Pauling-skála)
Ionizációs energia	1.: 581 kJ/mol
Egyebek
Mágnesség	nincs adat
CAS-szám	7440-51-9
Fontosabb izotópok
Fő cikk: A kűrium izotópjai izotóp természetes előfordulás felezési idő bomlás mód energia (MeV) termék 242Cm mest 160 nap SF - - α 6,1 238Pu 243Cm mest 29,1 év α 6,169 239Pu ε 0,009 243Am SF - - 244Cm mest 18,1 év SF - - α 5,902 240Pu 245Cm mest 8500 év SF - - α 5,623 241Pu 246Cm mest 4730 év α 5,475 242Pu SF - - 247Cm mest 15,6 E6 év α 5,353 243Pu 248Cm mest 340 E3 év α 5,162 244Pu SF - - 250Cm mest 9000 év SF - - α 5,169 246Pu β- 0,037 250Bk
Hivatkozások

A kűrium a természetben nem található meg. kűrium-248 izotópot csak milligrammnyi mennyiségben állították elő, de kűrium-242-t és kűrium-244-et grammnyi mennyiségben készítenek, ami lehetővé teszi az elem egyes tulajdonságainak megállapítását. Kűrium-244-et nagyobb mennyiségben plutónium neutronokkal való bombázásával állítanak elő. A kűriumnak csak néhány ipari alkalmazása ismert, a jövőben azonban felhasználhatják radioizotópos termoelektromos generátorokban. A kűrium a csontszövetben felhalmozódik, sugárzása elroncsolja a csontvelőt és így leállítja a vörösvérsejt-képződést.

A kűrium kémiailag valamelyest hasonlít a ritkaföldfém homológjára, a gadolíniumra, de kristályszerkezete bonyolultabb. A kűrium ezüstfehér színű, reakcióképes, az alumíniumnál elektropozitívabb fém (a legtöbb háromértékű kűrium vegyület enyhén sárgás színű).

Sokat tanulmányozták radioizotópos termoelektromos generátorokban történő lehetséges felhasználását. A kűrium-242 akár 120 watt hőenergiát is szolgáltathat grammonként (W/g), nagyon rövid felezési ideje azonban nem teszi lehetővé hosszú élettartamú energiaforrás készítését. A kűrium-242 alfa-bomlással plutónium-238-cá alakulhat át, amely a radioizotópos termoelektromos generátorokban (RTG) leggyakrabban használt izotóp. A kűrium-244 RTG-kben történő felhasználását is vizsgálták, ennek maximális energiasűrűsége ~3 W/g, de spontán hasadás révén ez az izotóp erős neutronsugárzást bocsát ki. A kűrum-243 30 év körüli felezési idejével és jó – ~1,6 W/g – energiasűrűségével ideális anyagnak tűnhet, de bomlástermékei jelentős mértékű gamma- és béta-sugárzást bocsátanak ki.

Néhány vegyülete:

• kűrium-dioxid (CmO₂)
• kűrium-trioxid (Cm₂O₃)
• kűrium-bromid (CmBr₃)
• kűrium-klorid (CmCl₃)
• kűrium-tetrafluorid (CmF₄)
• kűrium-jodid (CmI₃)

A kűriumot elsőként 1944-ben állította elő Glenn T. Seaborg, Ralph A. James és Albert Ghiorso a Berkeley városban levő Kaliforniai Egyetemen. A tudósok az elemet Marie Curie és férje, Pierre után nevezték el, akik a rádium felfedezésével és a radioaktivitás jelenségének tanulmányozásával váltak híressé. Ez volt az első alkalom, hogy egy kémiai elemet történelmi személyről neveztek el. A kűriumot kémiailag a Chicagói Egyetem Metallurgical Laboratory-ban (ma Argonne National Laboratory) azonosították. Ez volt a harmadikként felfedezett transzurán elem, noha a transzuránok sorában csak a negyedik. Berkeley-ben az 1,5 méteres ciklotronban plutónium-239 céltárgyat bombáztak alfa-részecskékkel, melynek során kűrium-242 (felezési ideje 163 nap) és egy szabad neutron keletkezett.

23994Pu + 42He → 24296Cm + 10n

Mivel az új elemek – az amerícium és kűrium – felfedezése szorosan kapcsolódott a Manhattan tervhez, az eredmények titkosak voltak és nem lehetett publikálni őket. Seaborg az új elemek felfedezését egy gyerekeknek szóló rádióműsorban, a Quiz Kidsben jelentette be, öt nappal az American Chemical Society 1945. november 11-ei gyűlésén tartandó hivatalos előadást megelőzően. Seaborg szabadalmaztatta is az új elemek szintézisét.

Louis Werner és Isadore Perlman 1947-ben szemmel látható mennyiségű kűrium-242-hidroxid mintát állított elő a Kaliforniai Egyetemen, ők amerícium-241-et bombáztak neutronokkal. A kűriumot elemi állapotban elsőként 1951-ben állították elő.

A kűrium 19 radioizotópját írták le, ezek közül a legstabilabb a Cm-247, 1,56·10⁷ év felezési idővel, ezt követi a Cm-248 3,40·10⁵ évvel, a Cm-250 9000 évvel és a Cm-245 8500 évvel. A többi radioaktív izotóp felezési ideje rövidebb mint 30 év, a többségé pedig 33 napnál is kevesebb. A kűriumnak 4 metastabil állapota is ismert, ezek közül a legstabilabb a Cm-244m (t_½ 34 ms). A kűrium izotópjainak atomtömege 233,051 u (Cm-233) és 252,085 u (Cm-252) közé esik.

 

A páratlan tömegszámú izotópok maghasadásra képesek, a páros tömegszámúak csak befogják a neutronokat, de azt is csak kisebb sebességgel. A termikus reaktorokban ezért a páros tömegszámú izotópok a kiégés során felhalmozódnak.

Az energiatermelő reaktorokban használandó kevert-oxid fűtőanyag (MOX) nem, vagy csak kis mennyiségben tartalmazhat kűriumot, mivel a ²⁴⁸Cm neutronaktivációja során kalifornium keletkezik, amely erős neutron sugárzó. A kalifornium elszennyezné a tüzelőanyag-ciklus végét, és növelné a munkások sugárdózisát. Ezért ha termikus neutronos reaktorban másodlagos aktinoidákat akarnak fűtőanyagként használni, akkor abból el kell távolítani a kűriumot, vagy különleges fűtőelemrúdba kell helyezni, amelyben nincs más aktinoida.

A ²⁴⁴Cm és ²⁴²Cm izotópok több éves vagy hónapos felezési idővel rendelkező erős alfa-sugárzók, mely folyamat során jelentős mennyiségű hőt termelnek. Ez a tulajdonságuk alkalmassá teszi őket alfa-sugárforrásként és radioizotópos termoelektromos generátorok hőforrásaként való felhasználásra.

Kűrium-244 sugárforrást használnak több amerikai és európai űrmisszió fedélzetén az alfa-részecske röntgenspektrométerben, például a Mars Exploration Roverben és a Rosetta/Philae-ben is. Több jövőbeli küldetésen is javasolják RTG-ben való használatukat.

• Ez a szócikk részben vagy egészben a Curium című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

• a magyar Wikipédia kűriumot tartalmazó vegyületeinek listája

 

A Wikimédia Commons tartalmaz Kűrium témájú médiaállományokat.

 

Nézd meg curium kűrium címszót a Wikiszótárban!