米拉Senthilingam

本周的元素将我们送入外太空深处。

理查德Corfield

是一组元素中的一员,超铀元素,除了-不会在地球上自然发生。Curium是一种坚硬、易碎、银色的放射性金属,褪色缓慢,只能在核反应堆中产生。同位素242Cu是1944年由Glenn T Seaborg, Ralph A James和Albert Ghioso在美国伯克利大学的60英寸回旋加速器中用α粒子轰击239Pu产生的。就像另一种合成元素,在美国,curium的发现与西伯格和他的团队发现curium时正在进行的曼哈顿计划密切相关。这意味着在战争结束之前,锔和镅都不能向世界宣布。1945年11月,西伯格在美国电视节目《儿童智力竞赛》中公布了他们的发现,而就在5天前,美国化学学会的一次会议上正式公布了这些新元素。

The-Curie-collaboration_tbm

玛丽·居里(1867 - 1934)和皮埃尔·居里(1859 - 1906)

Curium是为了纪念皮埃尔·居里和玛丽·居里而命名的,他们在19世纪的最后几天开创了放射性研究。curium的19种放射性同位素已知存在,其中第一个是242Cu,它在1947年以氢氧化物的形式被分离出来,1951年以单质形式被分离出来。最稳定的放射性同位素是247Cm,半衰期为1.56 x 107年。248Cm的半衰期为3.40 × 105250Cm的半衰期为9000年,245Cm的半衰期为8500年。所有剩余的放射性同位素的半衰期都不到30年,其中大多数的半衰期都不到一个月。

Curium有两个主要用途:作为卫星、深空探测器、行星表面探测器和心脏起搏器上的放射性同位素热发生器(RTGs)的燃料,以及作为α粒子x射线光谱的α发射器,特别是在太空应用中。

元素周期表- 96 -锔

来源:©Shutterstock

rtg是一种利用放射性衰变产生能量的发电机。通常,合适的放射性物质衰变释放的热量通过塞贝克效应转化为电能——利用热电偶阵列在两种不同金属之间的连接处产生电流。然而,在某些情况下,如火星探测漫游者,电力被直接用于加热车辆。用于航天飞行的燃料必须具有足够的放射性,以便每单位质量和体积产生大量的能量。242Cu每克产生约3W的放射性衰变热能,这与其他放射性同位素热发生器应用中常用的钚和镅源相比是有利的。

美国宇航局好奇号火星探测器的自画像

来源:©NASA/JPL-Caltech/MSSS

阿尔法粒子x射线光谱仪(APXS)是一种从反向散射的阿尔法粒子中分析样品化学元素组成的设备。利用卢瑟福对核能守恒和线性动量的计算,可以计算出被α粒子撞击的原子核的质量,并由此分析物质的能谱。阿尔法粒子x射线光谱仪往往局限于太空任务所需的化学分析,因为尽管curium既紧凑又节能,但它也是一种危险的放射性物质。APXSs在太空探索中有着悠久的历史,在阿波罗登月之前的后来的勘测者(勘测者5-7)任务中首次使用。自从勘测者号的日子以来,阿尔法粒子分析仪已经被包括在许多其他任务中,包括火星探路者号,火星96号,罗塞塔号彗星任务,彗星67p /Churyumov- Gerasimenko和火星探测漫游者。

回到地球上,今天在环境中发现的大多数锔都是由1980年全球停止的大气层核武器试验产生的。在武器生产设施的事故中,出现了更多局部地区的锔污染。

正如已经提到的,锔是有害的。它集中在骨髓中,由于其显著的α活性可以诱发癌症。尽管稀土稀有且危险,但这种在全球冲突中首次合成的元素似乎是合适的,在这场冲突中,我们发明了有朝一日能把我们带到月球甚至更远的地方的运载工具,如今它对太空探索如此关键,不仅为我们的机器人先驱提供了动力,还为他们提供了分析外星物质的能力。

米拉Senthilingam

所以,这是太空探索领域的一个关键因素。这是科学作家理查德·科菲尔德带给我们的关于curium的放射性化学。下周,以元素周期表的创造者命名的元素。

海莉桦木

门捷列夫在俄罗斯长大,似乎是那种无法坚持一门学科的人,他曾担任俄罗斯度量衡研究所所长,并参与了俄罗斯石油工业的发展。考虑到这一切,他在本该视察一家奶酪工厂的同一天构思出元素周期表,也许就不足为奇了。

米拉Senthilingam

这是一个多任务的人。为了找出以门捷列夫命名的元素的创造、化学和历史,下周的《化学元素》将与Hayley Birch一起分享。在此之前,我是Meera Senthilingam,感谢您的收听。