Прометий
(Promethium), Pm – химический элемент III группы
периодической системы входит в цериевую
группу лантаноидов, атомный номер 61,
атомная масса 145. Радиоактивен; наиболее
устойчив изотоп 145 Pm (период полураспада
18 лет). В природе не найден, образуется
при делении 235 U в ядерных реакторах
(содержание изотопов прометия в
неразделённой смеси продуктов деления
урана 2,6%) и при испытаниях атомного
оружия. Назван по имени мифологического
титана Прометея.
Существование
элемента c Z = 61 было предсказано Б.
Браунером в 1902 г. Поиски этого элемента
в природе оказались несостоятельными.
С позиций ядерной физики элемент с
порядковым номером 61 не должен иметь
стабильных изотопов. Идентификация
этого элемента по его изотопам,
образующимся в результате ядерных
реакций, была затруднена близостью
химических свойств лантаноидов. Надежное
доказательство существования изотопов
прометия среди продуктов деления урана
было получено в 1945 Дж. Мариинским и
Л.Гленденином при использовании
ионообменного метода разделения
редкоземельных элементов. Были
идентифицированы два радиоактивных
изотопа элемента № 61 с массовыми числами
147 (T = 2,7 года) и 149 (T = 47 ч).
Ядерно-физические
характеристики изотопов
Известно
более 20 paдиоактивных изотопов и ядерных
изомеров прометия с массовыми числами
от 139 до 154. Среди них достаточно много
изотопов с периодами полураспада,
превышающими месяцы и даже годы (например,
143, 145-147 Pm). Однако ввиду малой доступности
большинства из них единственным изотопом,
имеющим практическое значение, является
147 Pm. Этот изотоп имеет период полураспада
2,7 года и является чистым мягким
β-излучателем (E β = 0,225 МэВ). Максимальная
длина пробега β-частиц 147 Pm составляет
0,53 см. Основным источником получения
147 Pm является деление ядер урана; выход
его как продукта деления составляет
2,6%, что позволяет получать данный изотоп
в килограммовых количествах.
Физические
и химические свойства
В
соответствии с положением элемента в
периодической системе единственной
устойчивой степенью окисления прометия
является +3. Ближайшие его химические
аналоги — соседние с ним лантаноиды
неодим и самарий.
Как
указывалось ранее, прометий—типичный
лантаноид. Химические свойства всех
элементов этойгруппы довольно близки,
что обусловлено последовательным
заполнением электронами 4f ' -оболочки.
По
химическим свойствам аналог неодима.
Получение
Основной
трудностью при выделении прометия из
смеси продуктов деления является
отделение его от несоизмеримо больших
количеств соседних редкоземельных
элементов, а в ряде случаев и от элементов
актиноидов, в частности от америция и
кюрия. Важнейшими методами выделения
прометия являютсяионообменная
хроматография и экстракция. Все
хроматографические методы разделения
редкоземельных элементов основаны на
различии прочности их комплесных
соединений с элюентами. Наибольшее
распространение получили методы
разделения с использованием катионов.
Применение
Все
области применения 147 Рm обусловлены
его ядерно-физическими характеристиками
(мягкое бета-излучение, отсутствие
гамма-фона, большой период полураспада).
147 Рm используется в качестве активатора
в люминофорных составах с целью увеличения
интенсивности их свечения и замедления
старения. Срок действия изотопных
источников тока на основе 147 Рm составляет
несколько лет. Используется возможность
превращения энергии бета-частиц в
световую, которая преобразуется в
электрическую с помощью фотоэлементов.
Такие источники диаметром около 10 мм и
толщиной 2—3 мм характеризуются мощностью
~20 мкВт при напряжении 1 B. Они безотказно
работают в широких диапазонах температур,
давления, влажности и могут быть
использованы в космических исследованиях.
147 Рm применяется также для приготовления
радиоизотопных ионизаторов, используемых
для снятия электростатических зарядов
для изготовления стандартных
бета-источников, в качестве источникa
радиоактивного излучения в различных
моделях толщиномеров, в миниатюрных
атомных батарейках и т. д.
Источник:
Комментариев нет:
Отправить комментарий