Кюрий

Кюрий
← Америций | Берклий →
Периодическая система элементов +96Cm Файл:Electron shell +96 Curium.svg
Свойства атома
Название, символ, номер	, +96
Номер CAS	7440-51-9

Cm	96
247,0703
5f76d17s2
Кюрий

История

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.

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

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 исходя из гидроксида америция, который подвергли облучению нейтронами.

Происхождение названия

Назван в честь Пьера и Марии Кюри.

Получение

Определенные изотопы кюрия производят в атомных реакторах. Путем последовательного захвата нейтронов ядрами элементов-мишени происходит накопление атомов кюрия. После накопления кюрий 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.

Применение

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 чистый альфа-излучатель(энерговыделение около 2,83 Вт/грамм). 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).

Ссылки

• Кюрий на Webelements
• Кюрий в Популярной библиотеке химических элементов