კიურიუმი

კიურიუმი (ქიმიური სიმბოლო — Cm) — ელემენტთა პერიოდული სისტემის მეშვიდე პერიოდის, ჯგუფგარეშე (ძველი კლასიფიკაციით მესამე ჯგუფის თანაური ქვეჯგუფის, IIIბ) ხელოვნურად მიღებული რადიოაქტიური ქიმიური ელემენტი. განეკუთვნება აქტინოიდების ოჯახს. მისი ატომური ნომერია — 96, tდნ — 1340 °C, tდუღ — 3110 °C, სიმკვრივე — 13.51 გ/სმ3. მოვერცხლისფრო ლითონი. მდგრადი იზოტოპები არ გააჩნია. კიურიუმი პირველად 1944 წელს მიიღეს ამერიკელმა მეცნიერებმა გ. სიბორგმა, ჯ. ჯეიმსმა და ა. გიორსომ. კიურიუმის ნაერთებიდან სინთეზირებულია Cm2O3, CmCl3, CmO2, CmF4. სხვა აქტინოიდებისაგან კიურიუმი შეიძლება გამოვყოთ იონმიმოცვლითი მეთოდებით. კიურიუმის იზოტოპებს 242Cm, 244Cm იყენებენ ელექტრული დენის მცირეგაბარიტიან წყაროს შესაქმნელად. სახელი ეწოდა პ. კიურისა და მ. სკლოდოვსკა-კიურის პატივსაცემად.
ისტორია
პლუტონიუმთან დაკავშირებული სამუშაოების დამთავრების შემდეგ, მეტალურგიული ლაბორატორიის თანამშრომლების ყურადღება მიიპყრო ახალი ტრანსურანული ელემენტების სინთეზსა და იდენტიფიკაციაზე. ამ სამუშაოს ასრულებდნენ გლენ თეოდორ სიბორგი, ალბერტი გიორსო, ლეონ ოუენ მორგანი და რ.ა. ჯეიმსი.
ძალიან დიდი პერიოდის განმავლობაში ვერ ხერხდებოდა #95 და #96 ელემენტის სინთეზირება და იდენტიფიკაცია, ვერ ხერხდებოდა იმიტომ რომ, ვარაუდობდნენ რომ მათ პლუტონიუმთან ექნებოდათ მსგავსება და საკმაოდ ადვილად დაიჟანგებოდნენ ექვს ვალენტიან მდგომარეობამდე. მაგრამ 1944 წელს, როდესაც დადგინდა რომ, ეს ელემენტები არია ლანთანოიდების ანალოგები და შედიან განსაკუთრებულ ჯგუფში რომლებსაც აქტინოიდები ეწოდებათ, აღმოჩენა შედგა.
პირველი 1944 წელს აღმოჩენილი იქნა კიურიუმი. ის მიიღეს პლუტონიუმ-239-ის 239Pu α-ალფა-ნაწილაკებით ბომბარდირების მეთოდით.
ამერიციუმისა და კიურიუმის გაყოფა იყო დაკავშირებული დიდ სიძნელეებთან, რადგანაც ქიმიურად ისინი ძალიან ჰგვანან ერთმანეთს. გაყოფის სიძნელეები აისახა მათ თავდაპირველ სახელწოდებებზე «პანდემონიუმი» და «დელირიუმი», რაც ლათინურად ნიშნავს «ჯოჯოხეთს» და «ბოდვას».
ისინი გაყოფილი იქნა იონური გაცვლის მეთოდით და დუექს-50-ის იონური ფისის და α-ამონიუმის ოქსიიზობუტირატის გამოყენებით, როგორც ელუენტი.
იურიუმი გამოყოფილი იქნა ლ. ვ. ვერნერის და ი. პერლმანის მიერ 1947 წელს ჰიდროქსიდის სახით, რომელიც მიიღეს ამერიციუმის ჰიდროქსიდისაგან, რომელმაც განიცადა ნეიტრონებით დასხივება.
სახელწოდების წარმოშობა
ელემენტს სახელი ეწოდა პიერ კიურისა და მარი სკლოდოვსკა-კიურის პატივსაცემად.
მიღება
კიურიუმის განსაზღვრული იზოტოპები მიიღება ატომურ რეაქტორებში. კიურიუმის ატომების დაგროვება ხდება ელემეტ-სამიზნეს ბირთვების მიერ ნეიტრიონების თანმიმდევრული მიტაცების გზით. კიურის საკმაო რაოდენობის დაგროვების შემდეგ მას ქიმიური გადამუშავების მეთოდებით გამოყოფენ, უწევენ კონცენტრირებას და გამოიმუშავებენ კიურიუმის ოქსიდს.
კიურიუმი — ძალიან ძვირი ლითონია. მას გამოიყენებენ ბირთვული ტექნოლოგიების ყველაზე მნიშვნელოვან დარგებში. ამის მიუხედავად, აშშ და რუსეთში მიმდინარეობს ეგრეთ წოდებული კიურიუმის პროგამები, რომლის ძირითადი ამოცანებია:
დასხივებულ საწვავში კიურიუმის მაქსიმალურად გაზრდა.
კიურიუმის დამზადების ვადების მაქსიმალურად შემცირება.
საწვავის დასხივების რაციონალური ტექნოლოგიების დამუშავება და საცვავის კომპოზიციების შემუშავება.
კიურიუმის ფასის შემცირება.
ეს დაკავშირებულია იმასთან, რომ კურიუმის მოთხოვნილება მისი გამოყენების ძირითად სფეროებში მრავალჯერ აღემატება მიწოდებას. საჭირო რაოდენობის კიურიუმის მიღება გადაწყვეტს კომპაქტური კოსმოსური რეაქტორების წარმოების პრობლემას, ბირთვულ ძრავებიანი თვითმფრინავების წარმოებას და ა.შ.
იზოტოპები და მათი გამოყენება
კიურიუმი-242 ჟანგის სახით (სიმკვრივე მიახლოებით 11,75 და ნახევრად დაშლის პერიოდი 162 დღე) გამოიყენება კომპაქტური და ძალიან მძლავრი დენის რადიოიზოტოპური წყაროების წარმოებაში (ენერგო გამოყოფა მიახლოებით 1169 ვტ/სმ³), ხოლო 1 გრამი ლითონური კიურიუმი გამოყოფს მიახლოებით 120 ვტ. მისი განსაკუთრებულობის და მოხერხებულობის, და ასევე უსაფრთხოების მიზეზი არის ის რომ კიურიუმი არის პრაქტიკულად სუფთა ალფა-გამომსხივებელი.
1 წელიწადში, ერთი გრამი კიურიუმის ალფა-გამოსხივების ინტეგრირებული ენერგია მიახლოებით შეადგენს 480 კვტ·სთ.
ასევე კიურიუმს გამოიყენებენ მაღალი სიმძლავრის ნეიტრონული წყაროების წარმოებაში სპეციალური ატომური რეაქტორების ასამუშავებლად („ასაალებლად“).
კიურიუმი-244 - კიურიუმის უფრო მძიმე იზოტოპია (ნახევრადდაშლის პერიოდია 18,1 წელი) და ისიც ალფა-გამომსხივებელია (ენერგოგამოყოფა მიახლოებით 2,83 ვტ/გრ). თუმცა კიურიუმ-244-ს ასევე დიდი ალბათობით გააჩნია სპონტანური ნეიტრონების გამოსხივება (1,4*10−6 ნეიტრონები/ბკ), რითაც მას შეაქვს მნიშვნელოვანი წვლილი ზოგი რეაქტორის ნეიტრონულ რადიაციულ ფონში.
კიურიუმი-245 (ნახევრადდაშლის პერიოდი 8500 წელი) ძალიან პერსპექტიულია კომპაქტური ზემაღალი ენერგოგამოყოფადი ატომური რეაქტორების შესაქმნელად, და ამიტომაც ეძებენ ამ იზოტოპის წარმოების რენტაბელურ გზებს.
კიურიუმის იზოტოპებში ყველაზე ხანგრძლივად ცოცხლობს კიურიუმი-247 (მიახლოებით 16 მლნ. წელი).
ლიტერატურა
Curium Data Sheets, ORNL 1966
Curium Data Sheets, ORNL 1973
რესურსები ინტერნეტში
კიურიუმი Webelements-ზე
კიურირმი ქიმიური ელემენტების პოპულარულ ბიბლიოთეკაში
სქოლიო