Прометий — это один из элементов периодической таблицы Д.И. Менделеева, не встречающийся в природе в чистом виде. Он относится к группе лантаноидов и является радиоактивным.
История открытия прометия
После того как в 1907 году были открыты элементы иттербий и лютеций большинство учёных, занимающихся изучением редкоземельных элементов, придерживались мнения что серия, размещенная в третьей группе периодической таблицы завершена. Но не все представители научного сообщества поддерживали это утверждение. Нашлись и те, кто ставил под сомнение общепризнанные факты. Поводом к этому послужила слишком большая разница в атомном весе между элементами неодим и самарий.
Первым учёным, который утверждал, что между этими элементами должен быть ещё один считается чешский химик Богуслав Браунер (1855-1935). Он был другом и сподвижником Д. И. Менделеева и в 1900 году выделил редкоземельные элементы в периодической таблице в отдельную интерпериодическую группу (в сокращённом варианте таблицы разместил РЗЭ в одной клетке четвёртой группы, сразу после лантана).
После того как английский физик Генри Гвин Джефрис Мозли(1887-1915) установил порядковые номера элементов, основанные на атомном весе каждого из них, очевидным стало отсутствие элемента 61. И в 20-х годах прошлого века учёные приступили к активным поискам недостающего звена в таблице.
Об открытии сообщали несколько раз и несколько раз ошибались.
Первое сообщение пришло от американских учёных Гарриса и Гопкинса, которые в 1926 году путём фракционирования неодима и самария выделили новый элемент, названный ими в честь Иллинойского университета иллиний. Учёные утверждали, что открытый ими элемент радиоактивен и имеет короткий период полураспада. Но последовавшие за этим заявлением исследования немецкого физика Людвига Прандтля не подтвердили это заявление. Химики Ида и Валтьер Наддак, которые стали известны благодаря открытию рения, также не смогли обнаружить никаких следов нового элемента.
Второй раз об открытии сообщили учёные университета Флоренции Ролла и Фернандес. Они утверждали, что выделили элемент с помощью кристаллизации редкой земли, содержавшей в себе 70% неодима и празеодима. Назвали его в честь университета фроренцием. Но после тщательной проверки существование флоренция также не было подтверждено.
Своё название прометий получил благодаря супруге одного из учёных открывших элемент, Ч. Кориэлла, предложившей назвать его в честь древнегреческого мифического героя Прометея, который по легенде украл огонь у богов и передал его людям.
Практическое применение
Элемент №61 сначала был получен искусственным путём, и только потом обнаружен в составе земной коры.
На данный момент открыто 15 изотопов прометия. Все они излучают радиацию. Прометий-145 является самым долгоживущим из них. Его период полураспада составляет 18 лет.
Все изотопы, кроме одного, представляют чисто научный интерес. В промышленности используется только прометий-147 с периодом полураспада 2,64 года.
Пик использования прометиевых батарей пришёлся на 60-70 гг. прошлого века. Они применялись в радиоизотопных кардиостимуляторах, часах премиум класса и в космической промышленности до тех пор, пока им на замену не пришли литиевые.
Особенность батарей этого типа в том, что электрический ток вырабатывается в результате ионизации излучением прометия пограничного слоя полупроводника. Это явление называется бетавольтэффект. Для того чтобы получить на выходе энергию 8 Вт необходимо использовать всего 24 грамма оксида прометия-147, запрессованного под давлением в платиновую капсулу.
В современном варианте батарей используется технология двукратного преобразования энергии. Люминесцирующий состав на основе фосфора начинает светиться под воздействием излучения прометия, а затем этот свет преобразуется в электрическую энергию с помощью кремниевого фотоэлемента.
На изготовление одной батареи, срок службы которой ограничен только периодом полураспада элемента (2.64 года) расходуется всего 5 грамм окиси прометия-147.
Основное отличие этого элемента от его собратьев в том, что он практически не излучает гамма-лучи, смертельно опасные для организма человека. Он даёт мягкое бета-излучение, которое легко блокируется при помощи тонкого слоя фосфора и корпуса батареи.
Сейчас прометий используется в основном при изготовлении люминофора, необходимого компонента для самосветящейся краски. Она применяется для подсветки приборов и нанесения светящихся надписей без расхода энергии. Изначально для её изготовления использовали радий, но после открытия явления радиоактивности он был признан вредным для здоровья. Безопасными элементами были признаны прометий и тритий.
Интересные факты
- Прометий использовался для подсветки приборов в посадочных модулях космической программы «Аполлон» с 1961 по 1975 годы.
- При взаимодействии прометия с фтором третьей валентности можно получить кристаллы ярко-розового цвета. Хотя сам материал имеет серебристо-белый цвет.
- До сих пор применяется в атомных реакторах в виде стержней для защиты от аварий.
- Материал не существует в природе в чистом виде. Его выделяют из таких минералов как монацит, эвксенит и лопарит.
- На рынке редкоземельных металлов он является одним из самых дорогих.
- Наличие элемента обнаружено в галактике Андромеда на звезде HR465.
- Основной производитель металла — Китай.
- Объём производства в мире составляет несколько сотен граммов в год.
Поделиться:
