Berkelium

Prvek 97 byl získán skupinou Seaborg, po prvcích očíslovaných 94 ( plutonium ), 95 ( americium ) a 96 ( curium ). Pětileté zpoždění po syntéze prvku 96 bylo způsobeno nedostatkem materiálu pro původní cíl, izotop americia 241 Am. Pro chemickou identifikaci nového prvku byla použita v té době dobře vyvinutá metoda iontoměničové chromatografie .

Původ jména

Berkelium je chemická obdoba terbia , pojmenovaná po malé vesnici Ytterby ve Švédsku , u které byl objeven minerál obsahující mimo jiné kovy vzácných zemin a terbium. Proto bylo rozhodnuto pojmenovat 97. prvek po městě Berkeley, ve kterém byl poprvé získán.

Izotopy

Existuje devět známých izotopů Berkelia s hmotností od 243 do 251.

Mezi nimi jsou relativně dlouhověké, např. 247 Bk (T 1/2 = 1380 let) a 249 Bk (β-zářič s poločasem rozpadu T 1/2 = 314 dní); ostatní "žijí" jen hodiny. Všechny vznikají při jaderných reakcích v naprosto zanedbatelném množství. Pouze 249 Bk lze získat ve značném množství ozařováním uranu , plutonia , americia a kuria v reaktorech . Schopnost jeho jader štěpit se na tepelných neutronech je několikanásobně vyšší než u jader 235U a 239Pu běžně používaných jako štěpné materiály.

Průměrná energie α-záření 245 Vk, 247 Vk, 249 Vk je 7,45⋅10 −3 , resp . 5,70; 7,94⋅10 −5 MeV/(Bq s).

Fyzikální vlastnosti

Jednoduchá látka berkelium je stříbřitě bílý radioaktivní kov . Existuje ve formě dvou modifikací [2] :

Dvojitá šestiúhelníková těsně uzavřená kubická mřížka typu α-La, (α)-forma. Parametry buňky a = 0,3416 nm, c = 1,1069 nm. Vypočtená hustota je 14,78 g/ cm3 .
Plocha centrovaná kubická mřížka, (β)-forma. Parametr buňky a = 0,4997 nm. Vypočtená hustota je 13,25 g/ cm3 .

Teplota polymorfního přechodu (α → β) je ~980 °C [3] . Entalpie přechodu je 3,66 kJ/mol. Objemový modul pružnosti je 20 GPa (2⋅10 10 Pa)

Vypočítají se také některé fyzikální konstanty berkelia. Standardní entalpie tvorby je 382 ± 18 kJ/mol, entalpie fúze 7,92 kJ/mol, entalpie odpařování 320 ± 8 kJ/mol, entalpie sublimace 280 kJ/mol, krystalová entropie 76,2 ± 1,3 J (K mol) podle prvního odhadu a 78,2 ± 1,3 J (K mol) podle posledních údajů.

Při 34 K dochází k antiferomagnetickému přechodu, v teplotním rozmezí 70–250 K se jedná o paramagnet [4] .

Chemické vlastnosti

Bylo zjištěno, že berkelium je velmi reaktivní. Ve svých četných sloučeninách má oxidační stavy + 3 (převážně) a + 4. Existence čtyřmocného berkelia umožňuje oddělit tento prvek od ostatních aktinidů a lanthanoidů (štěpných produktů), které buď nemají takovou valenční formu , nebo je na ně obtížnější převést.

Reaguje s kyslíkem ( trioxid a oxid), halogeny a sírou . Jsou známy podvojné soli berkelia a organokovové sloučeniny . Tvoří komplexní sloučeniny s minerálními a organickými kyselinami. Sloučeniny berkelia jsou nejstabilnější v roztoku při oxidačním stavu +3. Při pH blízkém alkalickému prostředí tvoří Bk 3+ nerozpustný zásaditý hydroxid. Oxidy berkelia , fluoridy, fosfáty a uhličitany jsou ve vodě nerozpustné. V čtyřmocném stavu je berkelium silné oxidační činidlo.

Získání

Izotopy berkelia s hmotnostními čísly do 248 se získávají z odpovídajících izotopů americia nebo kuria reakcí (α, n) nebo (α, p, n). 249 Vk vzniká v jaderném reaktoru při ozáření neutrony 238 U nebo 239 Pu. 250 Vk se získá ozářením 249 Vk podle reakce (γ, n). Během skladování a před likvidací paliva se většina jeho beta rozpadne na 249 Srov . Posledně jmenovaný má poločas rozpadu 351 let, což je ve srovnání s jinými izotopy vyrobenými v reaktoru relativně dlouho [5] .

Všechny izotopy Berkelium mají poločas rozpadu příliš krátký na to, aby byly prvotní . Jakékoli prvotní berkelium, tedy berkelium, které bylo přítomno na Zemi při jejím vzniku, se nyní rozpadlo.

Na Zemi se berkelium soustřeďuje hlavně v určitých oblastech, které byly v letech 1945 až 1980 používány pro atmosférické zkoušky jaderných zbraní, a také na místech jaderných incidentů, jako byla katastrofa v Černobylu, havárie na Three Mile Island a havárie jaderné elektrárny. B-52 na letecké základně Thule v roce 1968. Analýza trosek na testovacím místě Ivy Mike, kde byla testována první americká vodíková bomba (1. listopadu 1952, atol Enewetak), odhalila vysoké koncentrace různých aktinidů, včetně berkelia. Z důvodu vojenského tajemství byl tento výsledek zveřejněn až v roce 1956 [6] .

Aplikace

Nuklid 249 Vk se používá k získání izotopů kalifornia [7] . Slouží k získání prvku 117 [8] .

Biologická role

Při podání dusičnanu 249 Bk krysám se radionuklid rozdělí mezi kostru (40 %) a játra (18 %). Malé množství 249 Vk je stanoveno ve svalech (9 %), nadledvinách (7,3 %), kůži (4,5 %), slezině (1,3 %) a ledvinách (1,1 %). Tb z kostní tkáně je 500-600 dní .

K vylučování z těla potkanů dochází především močí 18,2 % a výkaly 10 %. Maximální dávky v kostní tkáni, které neovlivňují zkrácení délky života potkanů, jsou 6,3 Gy (β-záření) se zavedením 37-10 8 kBq/cr tělesné hmotnosti potkanů. Z dlouhodobého hlediska se u potkanů vyvinou osteosarkomy .

Poznámky

↑ WebElements Periodická tabulka prvků | Berkeley | krystalové struktury . Datum přístupu: 10. srpna 2010. Archivováno z originálu 22. července 2010. (neurčitý)
↑ Knunyants a kol., 1988 , s. 282.
↑ Hammond CR "The elements" v Lide, DR, ed. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86. ed.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5 .
↑ Weigel a kol., 1997 , str. 527-529.
↑ Přispěvatelé NNDC. Alejandro A. Sonzogni (správce databáze): Tabulka nuklidů (odkaz není k dispozici) . Upton, New York: National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory (2008). Získáno 1. března 2010. Archivováno z originálu 22. srpna 2011. (neurčitý)
↑ Fields, P.R.; Studie, MH; Diamond, H.; Mech, JF; Ingram, M.G.; Pyle, G. L.; Stevens, C. M.; Fried, S.; Manning, W.M.; Ghiorso, A.; Thompson, S.G.; Higgins, G. H.; Seaborg, GT Transplutonium Elements in Thermonuclear Test Debris (anglicky) // Physical Review : journal. - 1956. - Sv. 102 , č. 1 . - S. 180-182 . - doi : 10.1103/PhysRev.102.180 . — .
↑ Kalifornie // Wikipedie. — 2022-05-01. (Ruština)
↑ 117. prvek periodické tabulky byl syntetizován v Rusku (html). Získáno 7. dubna 2010. Archivováno z originálu 10. dubna 2010. (neurčitý)

Literatura

Velká sovětská encyklopedie
Chemická encyklopedie / Ed.: Knunyants I.L. a další - M. : Sovětská encyklopedie, 1988. - T. 1. - 625 s.
Weigel F., Katz D., Seaborg G. a kol. , Chemistry of actinides. - M. : Mir, 1997. - T. 2. - 654 s. — ISBN 5-03-001885-9 .

Odkazy

Slovníky a encyklopedie	Velká dánština Velká Katalánština Skvělý norský Velký Rus Britannica (online) Treccani Universalis
V bibliografických katalozích	GND : 4511718-4 J9U : 987007597623305171 LCCN : sh2012004283