CURIUM
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
H |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
He |
Li |
Be |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
C |
N |
O |
F |
Ne |
Na |
Mg |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
Al |
Si |
P |
S |
Cl |
Ar |
K |
Ca |
Sc |
Ti |
V |
Cr |
Mn |
Fe |
Co |
Ni |
Cu |
Zn |
Ga |
Ge |
As |
Se |
Br |
Kr |
Rb |
Sr |
Y |
Zr |
Nb |
Mo |
Tc |
Ru |
Rh |
Pd |
Ag |
Cd |
In |
Sn |
Sb |
Te |
I |
Xe |
Cs |
Ba |
La |
Hf |
Ta |
W |
Re |
Os |
Ir |
Pt |
Au |
Hg |
Tl |
Pb |
Bi |
Po |
At |
Rn |
Fr |
Ra |
Ac |
Rf |
Bh |
Sg |
Hs |
Mt |
? |
? |
? |
? |
|
? |
|
? |
|
? |
|
|
|
Ce |
Pr |
Nd |
Pm |
Sm |
Eu |
Gd |
Tb |
Dy |
Ho |
Er |
Tm |
Yb |
Lu |
|
|
|
|
Th |
Pa |
U |
Np |
Pu |
Am |
Cm |
Bk |
Cf |
Es |
Fm |
Md |
No |
Lr |
|
Cm, atomnr. 96,
molvekt for de viktigste isotopene 242,0588 og 243,07 g, elektronkonfigurasjon
(Rn)+5f7-6d1-7s2, smeltepunkt 1345 °C, tetthet 13,5 g/cm3.
Kokepunktet er beregnet til å være 3110 °C.
Curium hører til gruppe
3 (3b) i det periodiske systemet (også kjent som 'sjeldne jord(arts)metaller'.)
Det har (1986) 14 kjente isotoper, alle radioaktive. De betastabile (d.v.s. de
som hadde vært stabile hvis curium ikke hadde ligget i
alfa-ustabilitetsområdet) er 240, med halveringstid på 27 dager, 242, med 162,8
dager, 244 med 18,11 år, 245 med 8500 år, 246 med 4730 år, 247 med 15,6
millioner år, 248 med 339700 år og 250 med noe under 11300 år. Bare Xenon (9)
og tinn (10) har flere betastabile isotoper.
Ved siden av disse har
curium 243 en halveringstid på 28,5 år og desintegrerer delvis (99,76 %) ved å
sende ut alfapartikler til plutonium 240 og delvis ved elektroninnfangning til
americium 243. Isotopen 250 desintegrerer bare ved spontan kjernefisjon
(spalting i to omtrent like deler), mens 248-isotopen har denne
desintegrasjonsformen i 8,26 % av tilfellene og vanlig alfa i de andre. Også
hos de andre betastabile isotopene unntatt 245 forekommer spontanfisjon, men i
lave prosenttall av desintegrasjonene.
Isotopen 243 har et
tverrsnitt (et mål for reaksjonssannsynlighet) for spalting ved innvirkning av
termiske nøytroner (slike som brukes i reaktorer) på 600 barn, omtrent som uran
235, mens 245-isotopen har 2020 barn, mer enn tre ganger høyere. De produseres
begge i reaktorer, men i små mengder, og vil vel aldri bli aktuelle som
reaktorbrennstoff.
HISTORIE
I et selsomt landskap gikk en mann sammenkrøket med blikket nedvendt, søkende,
full av anspent iver. Mannen var kledt i en lysegrå khakidress og på hodet
hadde han en tropehjelm. Øverst på tropehjelmen var det festet en propell som
roterte livlig i den friske brisen. Plutselig bøyde han seg ned, grov mellom et
par steiner noen sekunder, og da han holdt opp, lyste det opp i det febrilske
ansiktet, et gisp av tilfredsstillelse unnslapp leppene og han rettet seg med
en stor, glitrende krystall i hendene. Mannen var Brumund Dal, og den glitrende
krystallen var en spektralstein! Den skulle han bruke til å finne
mirakelstoffet curium, stoffet som kunne helbrede alle sykdommer.....
Ute i gatene drønnet
hestehover mot brosteinene. Hun satt i taushet i den trange leiligheten i
Nowolipkigaten. Hun skalv litt og ønsket at hennes mann Wladislaw snart skulle
komme hjem, så hun kunne vite at han var trygg. Rundt seg hadde hun sine fem
små barn. Fru Sklodowska. Byen var Warszawa. Året 1871.
Hundre år før var byen
den samme. Men salene var ikke så trange. Stanislaw Poniatowski, som tronte i
dem, var konge, konge av hele det store, gamle, stolte landet. Stanislaw
sukket. Det var ikke noe gøy å være konge lenger, syntes han - en oppgave han
hadde blitt forberedt for helt fra barneårene. Hans slekt var inngiftet hos den
mektige Czartoryskislekten, som i samarbeid med den like mektige
Zamoyskifamilien intrigerte for å gjøre Polen til en moderne stat, etter
engelsk mønster. Reformer skulle gjøres til beste for de rettighetsløse
byborgerne og de livegne. Borgerne skulle få eie jord og riksdagen, Sejmen,
skulle velges av dem og alle andre jordeiere. Men nå hadde han sittet og tronet
i åtte år uten å komme noen vei mot den eksisterende Sejmen, hvor Polens frie
satt, magnatene og den ganske tallrike lavadelen i landet. Etter gammel ordning
skulle det ikke mer enn en frimanns stemme til i Sejmen for å blokkere et
vedtak. Og det var ikke vanskelig å finne reformmotstandere i de kretsene.
Stanislaw stønnet
motfallent og vred seg på tronen. Som 25-åring hadde
Czartoryski-Zamoyskipartiet fått ham innsatt som diplomat i St. Petersburg, og
her arbeidet han med kløkt og valgte med omhu, nemlig den ergjerrige tyske
Sophia Anhalt-Zerbst. Hun var gift med en fjott, Peter Fjodorovitsj, og tok seg
derfor de elskere hun ville. Som Stanislaw hadde gjettet, ble hun siden kjent
som Katarina, og Stor ble hun også. Da hennes fjott besteg tronen i 1761,
sørget noen (hvem?) for at han 193 dager senere ble funnet myrdet. Like etter,
i 1763, traff det seg så påfallende heldig at Polens late hersker August III
kom av dage. Så kom Sejmen sammen for å velge ny (Polen var da Europas eneste
valgkongedømme [=republikk?]) og mens de forskjellige magnatene etter gammel
skikk ventet på at fyrstehusene i verdensdelen skulle bli ferdig med å pløye
inn midler på deres respektive bankkonti for at de skulle støtte deres
kandidater, gikk vår kjære Stanislaws venner til verket. Sengekamerat Katarina
ble invitert, og rett som det var befant magnatkabalen seg omringet av en hel
hær godt bevæpnede russiske soldater.
Stanislaw gjespet
oppgitt og trommet med fingrene på de gylne armlenene. Han hadde vært så
strålende fornøyd denne etter-August-dagen, tronbestigningsdagen. Nå lå veien
åpen for å gjøre det frie Polen til en moderne, ekspansiv stat, en ledestjerne
i sin del av verden, som berettiget var. Hvordan kunne han ant at han skulle
bli så effektivt motarbeidet av prøysser-, sakser-, og habsburgerpartiet i
Sejmen, ja selv av hans egen gamle kjæreste Katarinas lojale venner? Han hadde
begynt å samle polsksinnede aristokrater rundt seg for å hugge over noen
knuter, men hadde nettopp mottatt noen morske linjer fra sin gamle venninne
angående disse forsøkene. Stanislaw gned seg misfornøyd på nesen og akte seg
fram og tilbake i den romslige tronen. Samtidig, i Granicki-palasset ikke langt
derfra, kom tre staute karer sammen for å radbrekke litt diplomatfransk og
utveksle noen håndslag og karaffelslurker. Med seg hadde de kart og
fargeblyanter......
På École de Physique et
de Chimie gikk en lang, ulenkelig, underlig mann og undret seg. Han hadde vent
seg til å leve slik han levde nå og han visste at hvis han grep inn, ville det
få konsekvenser. Men han visste også at hvis han ikke grep inn, kunne det være
for sent for all tid. Stålkvinnen. Det var for hennes skyld at han var blitt
invitert til deres felles bekjente, professor Kowalski den kvelden. Hun var
polakk, som professoren (disse innvandrerne holdt seg bestandig til sine
egne!), men hun var også en glimrende student, med gullmedalje i fysikk og sølv
i matte fra Sorbonne. Derfor hadde hun blitt tildelt oppdraget av Société pour
l'Encouragement de l'Industrie Nationale å undersøke stålartenes magnetiske
egenskaper. Problemet hennes var at ingen ville gi henne noen plass å utføre
disse arbeidene på. Men professoren hadde god kjennskap til hans egne berømte
magnetiske arbeider, og visste at han også allerede hadde en del av de
nødvendige apparatene tilgjengelige. Derfor hadde han arrangert det møtet.
Og nå hadde han henne
gående her på fysikk- og kjemiskolen da, slepende på sine tunge h-jern i krom-,
mangan-, nikkel- og molybdenstål, herdet stål, bløtt stål og hvaslagsmere-stål.
Og alvorlig og intenst oppslukt var hun av sine undersøkelser. Og han visste
også dette: som purung hadde hun tatt arbeide som guvernante i en øde utkant av
hjemlandet, og allerede det første året hadde hun blitt forelsket i en av
husets sønner. De snakket om å gifte seg, guvernanten og medarvingen til
sukkerplantasjen. Men begge foreldrene satte seg sjokkert, forferdet til
motverge (kanskje mest fordi fruen selv i huset hadde fortid som guvernante??).
Sønnen trakk seg, og den unge kvinnen levde videre, knust, skuffet, og med en
urokkelig beslutning om å glemme livet og la livet være fysikk og åndens
arbeide og bare, bare det. Han tenkte tilbake. Blod. Knust kjøtt og bein. Han
sluttet å tenke tilbake. Det var stadig like levende, like motbydelig og
uutholdelig. Ja! Han hadde elsket. De hadde vokst sammen, nesten fra før de
kunne gå, som to trær slynget inn i hverandre. Deres ånder var ett. Alt annet
var tomt, likegyldig, foraktelig. Bare DE levde, var til. Ulykken...
Et vilt dyr var han,
Pierre Curie. Et vilt dyr som streifet omkring i skogene. Allerede som
guttunger kunne han og broren Jacques umeldt bli borte i flere dager i trekk,
sovende på bar, rå bakke om nettene, i frihet ute i det fri. Han hadde ikke
tilbrakt en time på skolebenken, allikevel hadde han tatt artium som 16-åring
og lisensiat i fysikk ved Sorbonne som 18-åring. Fra 19-årsalderen drev han
vitenskapelig arbeid. Først i krystallografi, hvor han sammen med broren
oppdaget piezoelektrisiteten (krystallers evne til å avgi elektrisitet når de
ble utsatt for trykk) og klarla symmetriprinsippet i krystalloppbygningen.
Senere mest i magnetisme. Sammenhengen mellom temperaturen og et materiales
magnetiske egenskaper hadde allerede begynt å kalles Curies lov av fagpersoner,
skjønt det var en Weiss som også hadde vært tidlig ute med den. Og
Curie-temperaturen var det punktet der de ferromagnetiske egenskapene til et
materiale forsvant og materialet ble paramagnetisk. Han var også en
instrumentmaker av rang og hadde bl.a. konstruert en fintfølende vekt basert på
piezoelektrisitet, som bar hans navn. Alt sammen hadde han utrettet mens han
jobbet som lærer ved fysikk- og kjemiskolen, underholdt av en beskjeden gasje
på 300 Fr i måneden mens mindre kvalifiserte menn enn ham bekledde
professorembeter og akademiseter. Han foraktet utmerkelser. Medaljer sendte han
tilbake, som verdiløst skrammel. Han hatet å skrive søknader. Professorater som
han var vel kvalifisert for lot han gli seg forbi. Vitenskapsakademiet fikk
skure og gå uten ham. Hans eneste ambisjon var kunnskapen. Lidenskapen var
fysikken.
Bak seg hadde han et
eneste erotisk eventyr. Ett eneste! Og nå sto han her og betraktet henne som
hadde kommet fra en annen verden for å begrave sine følelser i fysikk, og han
visste at hun hadde evner. Han ville aldri mer finne en kvinne som var hans
like, hadde han tenkt. I dagboken hadde han skrevet disse linjene:
"Kvinnen elsker
livet for dets egen skyld i meget høyere grad enn vi menn. Det finnes få
begavede kvinner. Når en uforklarlig trang driver oss inn på veier som fører
oss bort fra det levende liv, når vi gir alle våre tanker til et arbeide som
fjerner oss fra menneskene omkring oss, da må vi kjempe mot kvinnen. Moren vil
fremfor alt beholde barnets kjærlighet, selv om det skulle koste det dets
utvikling. Når kvinnen elsker, vil hun eie sin elskede og finner det helt
selvfølgelig om han ofrer en stor begavelse for en times kjærlighetslykke. Det
er nesten alltid en ulike kamp, for kvinnen har retten på sin side: Det er i
livets og naturens navn at hun prøver å erobre oss tilbake."
Over Zawieprzyces jorder
skred femti slanke gangere. Over ryggen på den ene av dem satt den 15 år gamle
Mania Sklodowska, nyankommet fra Warszawa med gullmedalje fra gymnaset og med
ferie på ubestemt tid, for siden hun var av hunkjønn, var det ingen høyere
utdanningsinstitusjon i landet som ville ta imot henne. Så med en nærmest
manisk energiutfoldelse slo hun ut kronbladene og ble kvinne nede i den
østerrikske delen av Polen, der de kunne snakke polsk uten å bli sperret inne
for det. Hester, vogner, sleder, skog- og fjellturer, krepsefiske, badminton,
skøyteløp og annen sport, dans og flørting. Om vinteren var det kulig, en
åsgårdsrei av en dansefest, av keltisk opprinnelse (ceilidh på skotsk). Ble det
til noe lesing var det høyst noen søtladne kjærlighetsromaner. Et år å minnes
med lys i blikket og varme i stemmen i trette, mørke peiskvelder.
Tilbake i Warszawa hadde
hun som mange av vennene blitt bitt av positivismen, læren om at bare det
erfarbare, beviselige hadde verdi som kjensgjerninger. Polens intellektuelle
gikk med frenetisk iver inn for å verne sin truede kultur på vitenskapens og
kunnskapserhvervendets grunn. For kvinnene var mulighetene jo begrenset. Men
Mania gjorde en avtale med sin storesøster, Bronia Sklodowska. Hun skulle
arbeide som guvernante og tjene penger til søsteren slik at hun kunne studere
til lege ved Sorbonne i Paris, slik hun hadde drømt om. Når Bronia begynte å
tjene penger som lege, skulle hun gjøre gjengjeld.
I Nowolipkigaten i
barndommens Warszawa lekte fire små piker og en liten gutt i den trange
leiligheten. Brått stanset det minste barnet foran et skap med glassdør hvor
det sto nye, underlige leker. Skinnende messingvekter og lodder, en flaske av
glass hvor et løvtynt blad av det blankeste gull hang og glitret - lektor
Sklodowskis fysikkapparater og mineralprøver som nå fikk stå og samle støv i
skapet fordi han var blitt nektet å undervise i naturfagene. Lille Mania ville
så gjerne leke med disse nydelige lekene, men hun fikk aldri lov, hvor mye hun
spurte, skapet sto alltid låst.
Så kom hun igjen tilbake
til Warszawa, etter de pinefulle guvernanteårene. Og hun begynte å vanke å
"Omstreiferuniversitetet" igjen, en "institusjon" hvor
Polens lærde i dypeste hemmelighet prøvde å overlevere litt kunnskap til de
tørstende unge. Hun hadde gått der også før hun reiste til sukkerplantasjen.
Det hadde ikke noe fast møtested, men en nyvinning siden sist var at de hadde
fått i stand et provisorisk laboratorium, kamuflert som "museum for
industri og jordbruk". For unge Mania Sklodowska var det en forløsning.
Med reagensrør, presisjonsvekter og elektrometere mellom hendene trengte
barndommen i Nowolipki seg fram under sorg og skuffelser og ble virkelighet,
endelig virkelighet igjen! Endelig fikk hun leke med de nydelige apparatene fra
det forbudte glasskapet. Og leken varte et liv til ende. Den viste verden veien
til atomets indre, til materiens sanne natur, til grenseløs erkjennelse, til
krefter som vi kanskje til slutt ikke mestrer å tøyle.
De senket henne i en
grav til slutt. På plassen som var blitt holdt av for henne. Da svigerfar
Eugène Curie døde, hadde hun beordret Pierres kiste hevet for at faren skulle
ligge under. Selv ville hun ligge nærmest ham, han som ga henne noe hun aldri
hadde trodd skulle bli hennes. Geniet. Kjærligheten. Men selv et genialt hode
kan ikke bære vekten av ett og et halvt tonn soldateruniformer.
Den siste tiden hadde
leukemien tatt kreftene hennes, og siden livet. Øynene var lukket nå, øynene
med det underlige, særegne lyset, øynene som *visste*. Øynene som hadde sett
radium.
- - -
Det første transuranet,
neptunium, ble oppdaget av McMillan og Abelson i 1940 og det neste, plutonium,
av Glenn T. Seaborg og hans gruppe senere samme år. Til deres overraskelse
viste ikke disse nye stoffene slektskap med h.h.v. rhenium og osmium, slik det
kunne se ut til etter det periodiske systemet å dømme som verserte da, men
derimot liknet de uran. Det var derfor letingen etter slike rhenium- og
osmiumliknende stoffer, som hadde pågått siden 1934, til da hadde vært
resultatløs. Man antok nå at også de neste grunnstoffene liknet uran og hadde
et oksydasjonstrinn +6 som kunne utnyttes i separasjonen, men de neste fire
årenes leting etter nye uranliknende stoffer var like resultatløs, og sommeren
1944 hadde nye ideer kommet inn i bildet.
Norskamerikaneren
Fredrik William Houlder Zachariasen (født i Langesund 1906, amerikansk
statsborger 1941), en pioner i strukturbestemmelse ved
røntgendiffraksjonsanalyse, hadde fra 1943 (bare to år etter naturaliseringen)
kommet med i plutoniumforskningen, som nå var flyttet til National
Metallurgical Laboratory (nå Argonne National Laboratory) i Chicago. Ved hjelp
av sine strukturstudier hadde han lagt merke til at radien på de fireverdige
ionene av thorium, uran, neptunium og plutonium minket sakte i den rekkefølgen
slik de treverdige til lantanidene gjør, og han foreslo i et notat 24/6 1944 at
disse grunnstoffene var en parallell til lantanidene og ville kalle dem
"thoridene" etter thorium. Seaborg fikk kloa i dette skriftet,
studerte det periodiske systemet med Bohrs og Paulis idéer om atomoppbygningen
i tankene og foreslo i et notat datert 14/7 navnet "actinidene".
Actinium var likt lantan i kjemien, og hva om de neste 14 grunnstoffene var i
ferd med å fylle et f-skall av elektronorbitaler, slik man hadde begynt å
forstå at lantanidene gjorde? I såfall ville de neste grunnstoffene, nr. 95 og
96, antakelig likne lantanidene og ha +3 som det viktigste oksydasjonstallet.
8-10/7 ble et plutonium
239-target bombardert med 32 MeV alfapartikler i 60-tommers-syklotronen ved
California-universitetet i Berkeley. Seaborg hadde nå festet så stor lit til
actinidebegrepet at han bestemte seg for å gå ut fra at grunnstoffene 95 og 96
ikke kunne oksyderes så mye i sur vannløsning at man kunne få løselige
fluorider. 12/7 var prøven på plass i Chicago. De tok ut 2,2 mg i midten av
targetet, overførte det til vannløsning, oksyderte plutonium til seksverdig og
felte lantanfluorid i løsningen. Så løste de bunnfallet igjen, oksyderte for å
fjerne plutoniumrester og felte med lantanfluorid igjen. Målinger gjort 14.,
15. og 16. juli viste tydelig en hittil ukjent alfaaktivitet i bunnfallet med
en rekkevidde på 4,7 cm. Siden prøvde de med andre oksydasjonsmidler og
fellingsreagenser, men selv om de brukte de sterkeste oksydasjonsmidler, som
dikromat eller sølv-peroksydisulfat, fikk de det samme resultatet. Senere viste
det seg at det var 242-isotopen av curium som var blitt produsert i
syklotronen: 239Pu + 4He = 242Cm + 1n.
Indikasjoner på
americium ble funnet litt senere. Men for å få oppdagelsen godkjent krevdes det
den gangen at grunnstoffene skulle identifiseres kjemisk, og antakelsen om at
de nye grunnstoffene skulle være lantanideaktige viste seg å være så sann at
Seaborgs gruppe fikk et formidabelt arbeide, slik lantanidekjemikerne hadde
hatt i det foregående århundret, med å separere de to fra hverandre og fra
lantanidene som hadde vært brukt som bærere i fellingsreaksjonene. Nesten et år
gikk, og i frustrasjonen foreslo et medlem av gruppen (navngitt som
"Tom") at de nye grunnstoffene som ennå ikke hadde fått navn like
gjerne kunne kalles pandemonium og delirium. Curium umulium hadde kanskje vært
like greit.
Men til slutt kunne
oppdagelsen sies å være et faktum, og navnene americium og curium ble
foreslått. Etter plutonium hadde man sluppet opp for planeter, og med en
seierrik krig bak seg fikk man den patriotiske idéen å navngi nr. 95 ved
analogi med det lantanidemetallet som ligger rett over i det periodiske
systemet: europium, og kalle det opp etter verdensdelen som hadde vært scenen
for oppdagelsen. Så var det nr. 96, som ble liggende rett under gadolinium.
Gadolinium var (tilsynelatende) oppkalt etter Johan Gadolin, en av kjemiens
pionerer. (Egentlig er det oppkalt etter et mineral som var oppkalt etter
mannen, på samme måte som samarium.) Og man var jo kjernekjemikere, og
kjernekjemien hadde også pionérer. De første og kanskje største var paret Marie
og Pierre Curie, som dermed fikk navnet sitt i periodesystemet. Særlig tatt i
betraktning de magnetiske egenskapene som kunne ventes hos gadoliniums
slektning, var oppkallingen etter magnetismeeksperten Pierre velvalgt.
Krigen var nå over, og i
november 1945 fikk Seaborg tillatelse til å offentliggjøre oppdagelsene ved det
amerikanske kjemikerforbundets symposium på Northwestern University i Chicago
fredag 17/11 1945. Nå skulle det vise seg at det ikke skulle bli disse
luringene som først fikk vite om de to nye grunnstoffene, for lørdagen før,
11/11, var Seaborg gjest i et radioprogram, The Quiz Kids, hvor barn fikk lov
til å spørre berømte vitenskapsmenn om ting de lurte på. En fremmelig liten
pjokk ved navn Richard Williams hadde frekkhet nok til å spørre om det var
oppdaget noen flere nye grunnstoffer i forbindelse med kjernevåpenforskningen
under krigen, og Seaborg fortalte at jo, det hadde nok faktisk det. Etter brev
han mottok følgende uke å dømme, hadde nok ikke de unge lytterne til programmet
vært så heldige med forsøkene på å overbevise lærerne sine om at han hadde
rett.
Høsten 1947 klarte L.B. Werner og I. Perlman ved Californiauniversitetet som de
første å fremstille en synlig mengde curium, 30 mikrogram trihydroksyd i
spissen på en mikrosentrifuge.
Familienavnet Curie har
sannsynligvis sammenheng med det franske ordet curie 'kurie, pavehoff', fra
latin curia, et navn på en mindre administrativ enhet. Curia kommer trolig fra
eldre latin coviria, sammensatt av forstavelsen co- 'med' og vir 'mann'.
Forstavelsen co- kommer
av com, fra indoeuropeisk kom 'ved siden av, hos, med'. Dette ordet ga i
germansk opphav til en forstavelse ga- 'sammen, handlingens begynnelse eller
slutt', som fikk utstrakt bruk i en rekke sammensetninger. Urgermanske
eksempler som har kommet til oss i norsk er: gafulkia- 'samling av folk' til
norrønt fylki 'flokk, fylke', norsk fylke. Garazna- 'en man bor i hus med' til
norrønt granni 'nabo', norsk granne. Ga-gruntha- 'nær grunnen' til norrønt
grunnr 'grunn, ikke dyp', norsk grunn. Ga-lika- 'samme skikkelse som', norrønt
glikr 'liknende', likr 'liknende, sannsynlig, god', norsk lik. Ga-raiðia- 'klar
til å begynne å ri', norrønt greiðr 'rede, lett, nyttig', norsk grei, som er
lånt til dansk som grej. Ganoqa-, ganoha- 'være ferdig med å oppnå, nok',
norrønt gnógr, nógr 'nok', nóg 'nok (intetkjønn)' til nog, som finnes i svensk
og norske dialekter. Ganoqa-, ganoha- ble i oldsaksisk ginog 'nok',
middelnedertysk noch, lånt til dansk og norsk som nok.
Selve forstavelsen ga-
ble i oldsaksisk til gi- og middelnedertysk ge-. Her ga den også opprinnelse
til en mengde ord som ble lånt til dansk og norsk, f.eks gebur, vårt gebyr
o.s.v. Oldhøytysk beholdt ga-, men fikk også en form gi-, men i tysk er begge
blitt til ge-, som også er brukt i en mengde ord som er lånt til oss,
eksempelvis gebiet, vårt gebet. I oldengelsk ble ga- til gi-, som gjennom
former som ge- og i- for en stor del forsvant, men finnes igjen i ord som
hand-i-craft, ever-y-where, e-nough etc.
En annen sammensetning
som har fart langt er mellom latin co- og frankisk rep 'rep, tau', som etter at
frankermne hadde erobret den romerske provinsen Gallia, kom inn i det
galloromanske språket som corepare 'knytte sammen', senere croppare, som i
provencalsk ble til gropar, senere grop 'knute', lånt til italiensk groppo
'forening', derfra til fransk som groupe 'gruppe, flokk', så til tysk Gruppe
'gruppe' og endelig til norsk som gruppe.
Det latinske vir stammer
fra indoeuropeisk uiro-s 'mann'. Dette ble i germansk wiraz, og ble brukt i
sammensetningen wera-aldhi-, wera-aldho- 'mannsalder'. I oldengelsk ble dette
til weorold 'jordisk liv, tidsalder', lånt til norrønt som verold 'verden, liv,
tid' norsk verden, verd. En annen germansk sammensetning med wiraz er
wir-wulfa- 'mannulv, varulv', oldsaksisk werwulf 'varulv', middelnederty. werwulf,
warulf, lånt til dansk og norsk som varulv.
Det latinske vir går
også igjen i fremmedordene viril og virus.
Indoeuropeisk uiro-s stammer videre fra uei- 'gå løs på, gå, vei', som i
germansk ble wei-, i norrønt veidha 'jage, fange', norsk veide. Germansk wei-
ble i norrønt til vé 'hærfane', brukt i fuglenavnet langvé 'lomvi', norsk
lomvi, men noen dialekter har langve.
Indoeuropeisk uei- ble i
latin via 'vei', også brukt i invitare 'beverte, innby'. Begge er lånt til
norsk.
Hvis opprinnelsen til
familienavnet Curie er et stedsnavn er det mer sannsynlig at det stammer fra
gallisk coria 'forsamlingsplass', etter indoeuropeisk korio-s 'hær' fra koro-s
'krig'. Korio-s ble i germansk harja-, norrønt herr og norsk hær. Norrønt herr
finnes også i hermaðr 'hærmann, hedersmann', dansk herremand, herre, som er
lånt til norsk herremann, herre.
Germansk harja- fikk en
verbalform harjon 'krigsherje', som i norrønt ble herja 'krigsherje, plyndre,
føre krig', norsk herje. Direkte fra germansk harja- kom norrønt herað 'tinglag',
som forekommer i norske stedsnavn på -herad, f.eks. Krødsherad. Det norrøne
herað ble i dansk til herred, en administrasjonsenhet, lånt til norsk som
herred og fornorsket i nynorsk til herad.
Germansk harja- ble i
oldsaksisk heri, som med sammensetningen heriberga 'skjulested for hær' kom til
middelnedertysk herberge 'tilfluktssted, leir, bolig, herberge' og ble lånt til
dansk og norsk som herberg, herberge.
I germansk ble harja-, kanskje etter mønster av det greske stratelátes, brukt i
sammensetningen harja-tuqan- 'hærfører', som i oldsaksisk ble heritogo,
middelnedertysk hertoch 'hertug' og lånt til dansk og norsk som hertug.
Germansk harja- ble i
oldhøytysk heri og tysk Heer, sammensatt med Vogel til Heervogel, lånt til
norsk som hærfugl.
I frankisk ble germansk
harja- til hari, og ble i sammensetningen hari-hring 'hær-ring' lånt til
middelalderlatin harenga 'hærtog', innlånt til fransk harangue 'skjennepreken,
pompøs tale', som derfra er lånt til norsk som harang.
GEOLOGI
Curium produseres i stjerneeksplosjoner og andre grunnstoffdannende prosesser i
universet, i mengder som i forhold til en jordisk geologi antakelig ville
tilsvare slike velkjente stoffer som antimon, kvikksølv og kadmium. Men de
fleste isotopene har så korte halveringstider at de vil være borte lenge før
noen planetdannelse er aktuelt. Hvis kosmologenes antakelse er riktig om at
siste grunnstoffdannelse som vi nyter godt av skjedde 100 millioner før Jordens
tilblivelse, er alle isotoper unntatt 247 forsvunnet når den unge Jord skriker
sine første spedbarnsbrøl. Denne isotopen utgjør sannsynligvis omtrent 15 % av
alt det dannede curiumet, og siden det er bare drøyt 1 % av det opprinnelige
igjen av det ved Jordens fødsel, vil curiuminnholdet i jordskorpen ha ligget på
nivå med slike sjeldne grunnstoffer som iridium, rhenium og rhodium. Det synker
så sakte til det etter ytterligere 150 millioner år ligger på nivå med dagens
radium, og 200 millioner senere kommer det ned på poloniums nivå. De siste
curiumatomene forsvinner kort før Jorden passerer sin 2 milliarder års
fødselsdag, d.v.s. knapt halvveis til vår tid. Alt dette betyr at en planet
ikke skal være så forferdelig mange hundre millionene år gammel før det blir
umulig å utvinne curium av den. Våre stjernereisende etterkommere skal ha flaks
hvis de finner en planet som er så ung at de kan åpne curiumgruver. Finner de
en allikevel, blir ikke curiumutvinningen noen umulighet, siden det må antas at
curium vil finnes som en bestanddel av alle sjeldne jordartsmineraler,
fortrinnsvis de i cerittgruppen.
Men selv om det er
umulig å oppdrive noe curium i vår egen Jords skorpe idag, er det jo i vårt
århundre blitt vekket til live igjen, og produseres daglig i alle verdens
atomreaktorer, ved at det americiumet som ved suksessiv nøytroninnfangning er
produsert der tar opp et nøytron og blir en tyngre americiumisotop, som er
beta-ustabil og ved sine desintegrasjoner går over til curium. Det er den
kortlivede 242-isotopen det produseres mest av ved vanlige kraftproduserende
reaktorer, men i spesielle forskningsinstallasjoner som går i lengre tid med
svært høy nøytronfluks overtar de tyngre isotopene. Anslått mengde produsert
curium fra 1944 til idag (2000) er likevel ikke mer enn ca. 10 tonn. Regner man
menneskenes virkefelt, som vi kanskje kan kalle teknosfæren, for å høre med til
jordskorpen blir hyppigheten 5x10-17 %, og dette plasserer curium på
94.-plass, etter promethium, men foran francium og astat.
Det er heller ikke helt
sikkert at curium er totalt fraværende fra den naturlige jordskorpen idag.
Nøytroner produseres i naturen på forskjellige måter, mest som et biprodukt ved
spontan spalting av uran 238. Andre uran 238-atomer tar opp disse nøytronene og
blir uran 239, som er en kortlivet betastrålende isotop og går over til
neptunium 239, som er av samme slag og blir til plutonium 239. Denne har en
halveringstid på 24110 år, og hvis den rekker å få seg et nytt nøytron før den
skyter ut en alfapartikkel og blir uran 235, blir den plutonium 240. Hvis Pu
240, som har en halveringstid på 6550 år rekker å få seg et nøytron før den på
samme måte som forgjengeren blir uran 236, går den over til Pu 241. Denne har
en kortere halveringstid, på 14,4 år, og hvis den *ikke* rekker å oppta et
nøytron skyter den ut en betapartikkel og blir americium 241. Am 241 har en
halveringstid på 432,6 år, og hvis *den* rekker å få i seg et nøytron før den
reduseres til neptunium 237, har den ca. 90 % sjanse til å bli en isomer av
americium 242, som har kort halveringstid og 82,7 % sjanse til å sende ut en
betapartikkel og bli til curium 242. Denne isotopen har som nevnt en
halveringstid på bare 162,8 dager, og hvis man tar det i betraktning og
sannsynlighetene for at hele denne kjeden av begivenheter skal inntreffe til
rett tid, kan det beregnes at det til enhver tid er grovt sett 0,003 % sjanse
for at det kan befinne seg et curiumatom i jordskorpen. Sannsynligheten er jo
ikke helt neglisjerbar, og det kan sies at curium er det siste grunnstoffet som
overhodet har noen naturlig eksistens på vår klode. Å gå ut og prøve å *finne*
dette ene atomet curium som kanskje eksisterer må imidlertid betraktes som en
umulighet.
KJEMI
Curium er et sølvhvitt, skinnende, mykt, seigt og smibart metall.
Krystallstrukturen er heksagonal ved normale temperaturer, men det eksisterer
også en kubisk høytemperaturform tett under smeltepunktet, over 1277 °C. Den
heksagonale er også stabil under høye trykkforhold.
Med sin
elektronkonfigurasjon hvor 7 uparede 5f-elektroner spinner samme vei, burde
curium ha interessante magnetiske egenskaper. Og krystallografiske studier
tyder på at metallet er antiferromagnetisk under ‑221 °C, d.v.s. at det
har magnetisk ordnede understrukturer slik som de ferromagnetiske substansene,
men de er motsatt rettet slik at man ikke kan observere noen makroskopiske
effekter. Over denne temperaturen (som altså er curiums Curie-temperatur) er
det paramagnetisk. Det er målt et nokså høyt magnetisk moment på rundt 8 m(B).
Elektronkonfigurasjonen fører også til at curium spektroskopisk er et nokså håpløst
tilfelle. Med de 7 elektronene i den første halvparten av 5f-skallet nokså tett
sammen energimessig og god skjerming fra de ytre elektronene får spekteret et
mylder av skarpe linjer som sitter tett i tett og ikke skiller seg særlig ut
fra hverandre i intensitet. Spesielt tett ligger linjene rundt 3200 og 3900 Å,
mens det er et opphold mellom 4600 og 5800. Over 5800 ligger linjene ikke fullt
så tett som under 4600.
Etter undersøkelsene som er gjort med de best tilgjengelige isotopene 242 og
244 er curiummetall mer reaktivt enn noen av de andre actinidene, noe som
iallfall delvis skyldes den radioaktive oppvarmingen. Metalloverflaten trekkes
raskt over av en oksydfilm ved romtemperatur og kan selvantennes i luft i
finfordelt tilstand. Selv i en atmosfære av tørt nitrogen blir metallet matt på
overflaten. Det løses raskt i fortynnede syreløsninger og reagerer med hydrogen
ved 200-250 °C. Curium reagerer også ved oppvarming med en rekke andre
grunnstoffer, som P, As, Sb, S og Se.
Curium skiller seg ut
fra de tidligere actinidene ved den uvanlige stabiliteten til
+3-oksydasjonstrinnet, noe som skyldes stabiliteten til det halvfylte
5f-elektronskallet. Det finnes enkelte fireverdige curiumforbindelser i fast
fase, men alle forsøk på å oksydere curium i løsning var mislykket inntil 1976
da curium i en fosfowolframatløsning ble oksydert til et rødt fireverdig
curium-fosfowolframatkompleks med det sterke oksydasjonsmidlet peroksydisulfat.
Femverdig curium er bare kjent fra natriumcuriat(V), Na3CmO4,
som kan lages ved å varme en blanding av curiumdioksyd og et overskudd av
natriumperoksyd til 450 °C i en atmosfære av tørt oksygen. Forbindelsen
inneholder kanskje peroksyd-ioner.
I 1978 ble seksverdig
curium forsøkt fremstilt av en femverdig americium 242-forbindelse. Denne
americiumisotopen har en halveringstid på 16,07 timer og går over til curium
242 ved å sende ut en betapartikkel. Utgangsstoffet var
kaliumamericyl(V)karbonat, K3AmO2(CO3)2,
og ved å la americiumatomet i americylgruppen AmO2+ øke
kjerneladningen med 1 og dermed samtidig ladningen på ionet håpet man å få
dannet et curyl-ion, CmO22+. Visse indikasjoner tyder på
at forsøket lyktes. I et slikt oksy-ion er oksygenatomene bundet til
sentralatomet med sterke kovalente bindinger. Når sentralatomet er radioaktivt
og sender ut en partikkel vil rekyleffekten på kjernen gjerne slynge den ut
atomet eller molekylet som den inngår i. Dette skjer alltid når partikkelen er
en alfapartikkel, men betapartiklene er atskillig lettere, og da kan atomet
eller molekylet klare seg. Men det er ikke lykkes å lage curyl med normale
kjemiske reaksjoner.
Toverdig curium sees
bare som overgangsfaser i visse kjemiske reaksjoner. Som gadoliniumionet er det
treverdige curiumionet fargeløst, og av samme grunn. Som de andre actinidene hydrolyserer
løsninger av curium i vannløsninger, mest i basiske.
På samme måte som
americium danner curium to hydrider, det kubiske dihydridet, CmH2,
som kan fås av metallet og hydrogen ved 200-250 °C og kan ta opp mer hydrogen
uten å forandre struktur og dimensjoner, og et heksagonalt trihydrid, CmH3,
som tilsynelatende mangler litt på å være helt støkiometrisk.
Ved å varme et
curiumoksyd i ren hydrogen med et platinametall til 12-1500 °C fås
intermetalliske forbindelser som Pt5Cm, Pt2Cm, Ir2Cm,
Pd3Cm eller Rh3Cm. Ved termisk spalting av disse kan man
få et forholdsvis rent curium.
Ved å oppvarme blandede
hydroksydfellinger har det vært fremstilt et niobat og et tantalat av curium,
CmNbO4 og CmTaO4, som er blandbare med de tilsvarende
lantanideforbindelsene som er kjent fra mineraler. Det brunlige til honninggule
vanadatet, CmVO4, kan fås av curiumdioksyd og ammoniummetavanadat
ved å varme til 650 °C i 7 timer og 930 °C i 8 timer.
Et brunliggult molybdat,
Cm2(MoO4)3, fås ved å blande curiumdioksyd
godt med ammoniumheptamolybdat, (NH3)6Mo7O24.4H2O,
og varme i 3 timer ved 750 °C, deretter 6 1/2 time ved 930 °C. Wolframatet, Cm2(WO4)3,
et blekgult pulver, fås når curiumdioksydet og wolframtrioksyd varmes opp til
890 °C i 24 timer. Et mørkegrønt curium(III)kromat(V), CmCrO4, kan
fås ved å sette base til en løsning av krom(III)nitrat og treverdig curium og
varme opp hydroksydblandingen som felles til 610 °C i oksygenatmosfære.
Det hvite, hygroskopiske
perrhenatet, Cm(ReO4)3, fås når curiumhydroksyd løses i
en fortynnet perrheniumsyreløsning. Det krystalliserer hydratisert fra løsning,
men ved oppvarming til 350 °C fås det vannfrie saltet.
Et aluminat, CmAlO3,
kan fås ved å varme opp Cm- og Al-oksydene sammen. Det er kubisk ved
romtemperatur, men har en trigonal høytemperaturmodifikasjon.
Curium danner tre kjente
silicider, CmSi, CmSi2 og Cm2Si3, ved
sammensmelting av bestanddelene.
Et karbonat, Cm2(CO3)3, felles når man
tilsetter kaliumkarbonat til Cm(III)-løsninger. Men det er løselig i en 40 %
løsning av kaliumkarbonat. Når en Cm(III)-løsning tilsettes oksalsyre felles et
hydratisert oksalat, Cm2(C2O4)3.10H2O.
Det hvite formiatet (HCOO)3Cm fås som et bunnfall når curiumhydroksyd
blandes med maursyre og varmes opp til 70 °C.
Curiumnitrid, CmN,
-fosfid, CmP, -arsenid, CmAs og -antimonid, CmSb, fås ved å oppvarme
bestanddelene i vakuum til temperaturer mellom 350 og 950 °C. Curiumhydrid kan
også brukes i stedet for metallet. Nitridet og arsenidet er ferromagnetiske,
men Curie-temperaturen, der de mister magnetismen, ligger nede på h.h.v. -164
og -185 °C.
Et blekgult nitrat,
Cm(NO3)3, fås når curiumhydroksyd løses i salpetersyre.
Det er løselig i vann, krystalliserer hydratisert fra løsning, men er ikke
hygroskopisk. Det hydratisert fosfatet, 2CmPO4.H2O,
felles når Cm(III)-løsninger tilsettes natrium- eller
ammoniummonohydrogenfosfat. Ved oppvarming til 300 °C fås vannfritt fosfat, som
har samme monokline struktur som mineralet monazitt og er blandbart med
fosfatene av de lettere lantanidene. Et hvitt bunnfall av curiumarsenat, CmAsO4,
som blir brungult etter tørking, dannes når en Cm(III)-løsning tilsettes
arsenat.
Når curium blir utsatt
for luft dannes først en tynn oksydfilm som kan være et toverdig oksyd CmO, men
ved romtemperatur fortsetter oksydasjonen til seskvioksydet Cm2O3,
og ved oppvarming går den videre til det svarte dioksydet CmO2.
Dette oksydet er tilsynelatende ikke helt støkiometrisk, og ligger sannsynligvis
nærmere CmO1,98 i sammensetningen. Strukturdefektene er antakelig
også årsaken til den svarte fargen. Flere diskrete blandingsoksyder med
sammensetning mellom disse yttergrensene kan også dannes.
Det tungtløselige
heksagonale trihydroksydet Cm(OH)3 dannes i basisk vannløsning og
kan krystalliseres ved å stå lenge i vann. Det er hvitt til lysegrønt i fargen.
Flere dobbeltoksyder har vært laget, for det meste ved å felle en
hydroksydblanding og spalte av vann med varme. Blekgult CmScO3,
mørkegrønt CmVO3, lysegrønt CmCrO3 og mørkebrunt CmFeO3
er eksempler med treverdig curium. Barium- og litiumcuriat, BaCmO3
og Li2CmO3, er med fireverdig. I Na3CmO4
er curium som nevnt femverdig. De treverdige har en perovskitt-type struktur
som er interessant p.g.a. sine superledningsmuligheter.
Ved å oppvarme
curiumhydrid med svovel eller selen i vakuum fås disulfid, CmS2 og
diselenid, CmSe2. De har tetragonal krystallform og avvik fra eksakt
støkiometri i sammensetningen. Ved oppvarming til over 600 °C fås
seskvisulfidet Cm2S3 og -selenidet Cm2Se3,
begge kubiske i krystallformen. Monosulfid, CmS og -selenid CmSe kan fås ved å
varme ekvivalente mengder av bestanddelene til 700-750 °C i 15 timer og varme
opp til 1250-1500 °C i høyvakuum. Telluridene, Cm2Te3 og
CmTe2, kan dannes på tilsvarende måte som svovel- og
selenforbindelsene. Også et tritellurid, CmTe3, kan dannes ved å
oppvarme curiumhydrid og tellur til 400 °C, men det er tvilsomt om curium har
oksydasjonstall +6 i denne forbindelsen. Ved høyere temperatur dekomponerer den
til CmTe2 og Cm2Te3. Oksysulfid, Cm2O2S,
og -tellurid, Cm2O2Te, kan dannes ved å oppvarme sulfider
h.h.v. tellurider i luft til 700, h.h.v. 1100 grader.
Når Cm(III)-løsninger i
fortynnet salt- eller svovelsyre tilsettes alkalisulfater felles
dobbeltsulfater, f.eks. RbCm(SO4)2, som er hydratiserte,
men med forskjellig vannmengde. Curiumionet er for stort til at det kan dannes
aluner.
Det hvite trifluoridet,
CmF3, felles når en svakt sur Cm(III)-løsning tilsettes fluorid. Det
kan også dannes ved å tilsette flussyre til hydroksydet. Det hvite trikloridet
CmCl3, kan dannes av Cm2O3 ved å behandle det
med med tørr saltsyredamp ved 4-600 °C. Det har et hydrat som sies å være
lysegrønt. Det blekt gulgrønne tribromidet CmBr3 kan fremstilles på
tilsvarende måte som kloridet eller ved å varme trikloridet med ammoniumbromid
til 400-450 °C i hydrogenatmosfære. Sistnevnte metode er også effektivt for det
hvite trijodidet, CmI3. Fluoridet har et høyt smeltepunkt, de andre
ligger på 600-tallet.
Curiumtetrafluorid, CmF4,
er et brunaktig, monoklint krystallinsk stoff som kan dannes ved å oksydere
trifluoridet med fluor. Denne forbindelsen inneholder kanskje noe mindre fluor
enn det formelen tyder på. Tetrafluoridet er uløselig i vann, men kan løses i
en ammoniumfluoridløsning. I en slik løsning blir det raskt redusert til
trifluorid, i motsetning til americiumtetrafluoridet. Det stabiliseres noe ved
kompleksdannelse med alkalifluorider, og mange komplekse fluorocuriater(IV) kan
krystalliseres ut, f.eks. det tetragonale LiCmF5, det rombiske K2CmF6
og tilogmed Na7Cm6F31. Men disse inneholder
neppe separate fluorocuriat-ioner.
Et grågult oksyfluorid,
CmOF, har blitt fremstilt ved å behandle hydroksydet med monofluoreddiksyre,
varme sakte opp til 730 °C og holde temperaturen der i fire timer. Det blekgule
oksykloridet, CmOCl, har blitt fremstilt ved å sette curiumoksalat i en strøm
av vanndamp og saltsyre ved 500 °C i 8 timer. Denne forbindelsen har en
skiktstruktur, og krystallene eser opp på tvers av skiktene over tid p.g.a.
strålingseffekter. Blekgult oksybromid, CmOBr, fås ved hydrolyse av tribromid i
en strøm av HBr, vanndamp og nitrogen, i 40 minutter ved 360 °C, og så en time
ved 600 °C. med vanndamp under høy temperatur.
Et jodat, Cm(IO3)3,
er uløselig i vann, mens perkloratet, Cm(ClO4)3, er
løselig.
Som de andre actinidene
og også lantanidene danner curium en organometallisk forbindelse med
cyklopentadien, Cm(C5H5)3, som er ganske
saltaktig og lite kovalent i metall/karbonbindingene og kan sublimeres i vakuum
ved 180 °C. Curium 248-forbindelsen viser lysende rød fluorescens når den
belyses med ultrafiolett lys av bølgelengde 3600 Å. I likhet med noen andre
actinider og lantanider danner curium et dobbeltsalt med cesium av heksafluoracetylaceton
når sistnevnte blir tilført etanolløsninger med Cs og Cm(III)-ioner. Dette er
den eneste av actinideforbindelsene med heksafluoracetylaceton som har
luminescensegenskaper som kan utnyttes i lasere. En del organometalliske
forbindelser med fluorerte beta-diketonater kan dannes i tributylfosfat eller
trioktylfosfinoksyd som krystalliserer sammen med det ut som solvater.
Analyse:
I vanlig
atomspektroskopi (altså ved å spalte det lyset som sees ved f.eks. å føre et
salt inn i en bunsenflamme) er curium som nevnt et ganske umulig tilfelle, selv
om 4608 Å-linjen, som står litt for seg selv muligens kunne brukes til å
identifisere. Curiumløsninger er nokså fargeløse visuelt sett, men de har tre
skarpe og veldefinerte absorpsjonsbånd i det nære ultrafiolette området (ca.
3750, 3780 og 3980 Å), som kan brukes til konsentrasjonsmålinger.
Curiumisotopene kan også identifiseres ved sin stråling. Alle de odde isotopene
har gammalinjer som er noenlunde identifiserbare på gammaspektroskopi.
Alfastrålerne blant dem, 240, 242-248 og delvis 238 og 241, kan registreres med
alfaspektroskopi, som er en noe mer krevende metode.
Fremstilling:
Curium produseres daglig
i atomreaktorer på samme måte som i naturen, som beskrevet i geologiavsnittet,
bare raskere, siden det er atskillig flere nøytroner tilgjengelig. I
kjernekraftverk, hvor nøytronfluksen er forholdsvis lav, er det 242-isotopen
som dominerer, men i eksperimentelle høyfluksreaktorer vil man kunne få en
blanding som f.eks. med en fluks på 100 billioner nøytroner/sek./kvadratcentimeter
over 4 år kan bli 12 % 242, 0,5 % 243, 86 % 244, 0,5 % 245, 1 % 246, 0,004 %
247 og 0,0007 % 248. Med enda høyere fluks og lengre bestrålingstid kan
tyngdepunktet flyttes enda lengre over mot de tyngre isotopene.
Det curiumet som selges
til forskning idag er ikke fremstilt ved resirkulering av brukte
reaktorelementer. 242 og 244 kan fås i grammengder ved nøytronbestråling av Am
241 h.h.v. 243 i reaktorer. Ved opptak av et nøytron økes massetallet med 1, og
man får forholdsvis kortlivede americiumisotoper som ved betadesintegrasjon går
over til curium. 248-isotopen av curium fremstilles i milligrammengder av Cf
252, en californiumisotop som etter utsendelsen av en alfapartikkel omdannes
til Cm 248. Halveringstiden for denne prosessen er 2,6 år, så noen år tar det
før det meste er overført til curium.
Det produserte curiumet kan renses ved ionebytting eller ekstraksjon med
di(2-etylheksyl)fosforsyre. For separasjon fra americium er felling av
kaliumamericyl(V)karbonat, K3AmO2(CO3)2,
nyttig.
Metallet kan fremstilles
ved å redusere tørt, oksygenfritt trifluorid med barium eller litium ved 1600
°C i en tantaldigel.
Demonstrasjonsforsøk:
Det er ikke akkurat så
mye demonstrasjoner amatører kan gjøre med curium. Metallet koster flesk, og selv
om man skulle ha råd til å bla opp en tusenlapp for et milligram, er det heller
ikke hvem som helst som får lov til å kjøpe det. En mulighet er å vise fram
mineralprøver av monazitt (bestående hovedsaklig av ceriumfosfat) og
fergusonitt (ceriumniobat) og fortelle at hvis jorden var ung nok ville disse
mineralene vært blant de som inneholdt mest curium. Eller hvorfor ikke ta en
tur til tungionforskningsinstituttet i Darmstadt i Tyskland og be om å få se et
curiumtarget av den typen som brukes til å fremstille de nye grunnstoffene som
senteret har oppdaget de siste årene?
Noen curiumforbindelser:
Curium(III)oksyd. Hvite til blekbrune, heksagonale
krystaller. Sm.p. 2260 °C. Tetthet 12,17 g/cm3. Det nydannede
oksydet er kubisk, men forandrer seg gradvis ved romtemperatur til en
heksagonal form p.g.a. strålingseffekter. Det eksisterer også en annen
høytemperaturmodifikasjon, som er monoklin. Studier med andre isotoper enn de
kortlivede 242 og 244 vil sannsynligvis vise en stabilere kubisk form.
Curiumtrifluorid. Hvite, trigonale krystaller. Sm.p.
1406 °C. Tetthet 9,85 g/cm3. Tungt løselig i vann (10 mg/l).
Curium(III)karbonat.
Tungt løselig i
vann, men løses i en 40 % kaliumkarbonatløsning.
Curium(III)oksalat dekahydrat. Blekt grønnliggule,
monokline krystaller. Avgir vann trinnvis ved oppvarming i vakuum. Vannfritt
ved 280 °C. Dekomponerer til karbonat ved 360 °C og til oksyd ved enda høyere
temperaturer. Tungt løselig i vann. Løses lett i vandige
alkalikarbonatløsninger. Løses tyngre enn den tilsvarende americiumforbindelsen
i 0,1 M oksalsyre + 0,2 M salpetersyre (0,8 mg Cm/liter ved 23 °C).
Løseligheten stiger raskt med temperaturen. Med Cm 244 viser forbindelsen sterk
oransje luminescens som skyldes indirekte virkninger fra strålingen.
BIOLOGI
De alfastrålende curiumisotopene er farlige strålingsgifter som ikke må komme
inn i kroppen. Med isotopen 248, som desintegrerer 8 % med spontan fisjon og
250 som bare har denne desintegrasjonsformen, må man være særlig forsiktig.
Faregrenser for isotopene 242-246 i vann er h.h.v. 7, 2, 3, 1,5 og 1,5 Bq/ml og
i luft h.h.v. 1,5x10-6, 7x10-8, 1x10-7, 7x10-8
og 7x10-8.
Etter inntak vil curium
raskt konsentrere seg i leveren hvor det innesluttes i lysosomer og har vært
funnet assosiert med ferritin, et protein som vanligvis fungerer som jernlager,
og med lipofuscin, et gulbrunt pigment som til vanlig samles opp i aldrende
celler. Noe av det skilles ut i gallen og kommer ut i avføringen. Forholdsvis
mye (ca. 25 %) transporteres til beinsubstansen, hvor det vil finnes lagret på
overflaten. Skader på den blodproduserende beinmargen vil forekomme.
Inntas curium som
dioksyd vil det i motsetning til americiumdioksydet bindes til proteiner.
Påstander om at curium
er et mirakuløst universalmiddel mot alle sykdommer er rotløse i virkeligheten
og dementeres herved på det bestemteste.
UTNYTTELSE
Curium 242 og 244 har begge vært brukt som energikilder i termoelektriske
batterier. For det meste er denne bruken overtatt av plutonium 238.
Den uvanlig nøytronrike
isotopen 248 har en lang halveringstid og er mye brukt i syklotroneksperimenter
for å fremstille tunge grunnstoffer. 250-isotopen er enda nøytronrikere og har
også en lang levetid, men er vanskelig å få i tilstrekkelige mengder.
Hovedkilder:
Prof.dr.phil. Haakon Haraldsen (Asch.konv.leks.5.utg.b.4)
CRC Handbook of Chemistry and Physics, 57th ed. 1976-77.
Wallace W. Schulz og Robert A. Pennemann i "The Chemistry of the Actinide
Elements" Chapman & Hall, London-New York 1986.
"Americium and Curium Technology" ed. Norman M.
Edelstein, James D. Navratil & Wallace W. Schultz, D. Reidel Publishing,
Dordrecht, 1985.
"Actinides in Perspective" ed. Norman M. Edelstein, Pergamon
Press, Oxford 1981.
W.Seelmann-Eggebert, G.Pfennig, H.Münzel, H.Klewe-Nebenius "Karlsruher
Nuklidkarte," 5. Auflage 1981, Institut für Radiochemie,
Kernforschungszentrum Karlsruhe.
Éve Curie "Madame Curie" Gyldendal, 1938,
oversatt av Louise Bohr Nilsen.
:-) LEF