Таблица Менделеева. Элементы уже близко

Америций также применяется там, где нужен источник α-частиц и/или γ-излучения – промышленность, медицина, но его применение ограничено только теми областями, где нужно небольшое количество излучающего материала, – производство америция стоит дорого. Для справки: один грамм оксида америция, который применяют в датчиках задымления, стоит около 1500 долларов США, а грамм золота – около 30 долларов.

96. Кюрий

Кюрий – очередной химический элемент, который относится к трансурановым элементам – элементам, не встречающимся в земной коре (незначительные количества плутония и нептуния, спонтанно образующиеся в процессах с участием урановых руд, не в счет). Кюрий – твердый, хрупкий металл серебристо-белого цвета, который быстро тускнеет на воздухе, этот элемент можно получить только в ядерном реакторе. Нуклид ²⁴²Cm был получен в 1944 году во время работы над Манхэттенским проектом Гленом Сиборгом, Ральфом Джеймсом и Альбертом Гиорсо. Для того чтобы получить этот элемент, исследователи бомбардировали мишень из ²³⁹Pu α-частицами. Как и о всех остальных элементах, которые Сиборг с коллегами обнаружил во время работ, основная цель которых была – создание атомной бомбы, информация о кюрии была обнародована уже после окончания Второй мировой войны – об открытии кюрия, как и америция, американцы впервые услышали в детском радиошоу; на кюрий и способ его получения, как и на америций, Сиборг оформил патент (впрочем, и для элемента №95, и для элемента №96 срок действия патента истёк еще в 1960-е годы).

Кюрий получил название в честь супругов Кюри – радиоактивный элемент логично было назвать в честь тех, кто заложил основы теории радиации. Кстати, над кюрием в группе лантаноидов находится гадолиний, названный в честь финского химика Юхана Гадолина, посвятившего свою жизнь изучению редкоземельных элементов, так что в названии нового элемента Сиборг продолжал следовать параллели Европий – Америций, выстроенной для элемента с номером 95. Хотя, все могло бы быть совсем не так – близость химических свойств америция и кюрия приводила к колоссальным сложностям в их разделении, и достаточно устав от этой процедуры, Сиборг или кто-то из его коллег предложил назвать парочку №95 и №96 «пандемониум» и «делириум» – («ад» и «бред» на латыни). К счастью, самообладание вернулось к ученым, и элементы с такими названиями в Периодической системе не появились.

Известно 19 изотопов кюрия, все они радиоактивны. Первый из них, ²⁴²Cm, в 1947 году был выделен в форме гидроксида и в 1951 году – в виде металла. Наиболее устойчив ²⁴⁷Cm, его период полураспада – около 16 миллионов лет, период полураспада ²⁴⁸Cm – 340 тысяч лет, а ядер ²⁵⁰Cm и ²⁴⁵Cm – девять и восемь с половиной тысячи лет соответственно. Все остальные изотопы кюрия распадаются гораздо легче, их периоды полураспада исчисляются годами или месяцами.

Несмотря на неустойчивость, кюрий находит практическое применение – либо как топливо для радиоизотопных термоэлектрических генераторов, которые используют на спутниках, космических зондах или в автономных спускаемых роверах (пока, однако, к ним можно отнести только марсоходы), либо как излучатель α-частиц для α-частичных рентгеновских спектрометров, которыми опять же чаще всего оснащают автономные аппараты для изучения космоса.

Радиоизотопные термоэлектрические генераторы – это электрические генераторы, преобразующие в электроэнергию термическую энергию распада радиоактивного материала. Работает такой генератор по принципу обычной термопары – кюрий, разлагаясь, выделяет тепло, которое нагревает спаянные друг с другом проводники из различного материала, в результате чего образуется электрический ток. Правда, иногда тепло радиоактивного распада кюрия использовалось непосредственно, например, для обогрева марсоходов. Для применения в изучении космического пространства радиоактивный материал должен выделять достаточное количество тепловой энергии на единицу массы, и кюрий в этом отношении привлекательнее плутония и америция, также применяющихся в аналогичных целях.

α-Частичные рентгеновские спектрометры позволяют определять состав образца в результате анализа картины обратного рассеивания α-частиц – с помощью уравнений, составленных Эрнестом Резерфордом, можно определить массу ядра, с которым столкнулась α-частица, таким образом выявив ядра, входящие в состав анализируемой пробы. Рентгеновские спектрометры такого типа давно используются в космосе – от полетов совершивших мягкую посадку на Луну аппаратов «Сервейер» (α-частичные рентгеновские спектрометры были смонтированы на аппаратах № 5-7 этой серии и изучали состав лунного грунта) до современных марсоходов и космической миссии Розетта, спускаемый аппарат которой, «Филы», 12 ноября 2014 года совершил посадку на комету 67P/Чурюмова–Герасименко.