وهو نادر للغاية ولا يوجد في وشاح الأرض، إلا أنه يتواجد بكثرة في كوكبة المرأة المسلسلة الضخمة. ولهذا السبب، يتم إنتاجه صناعيًا عن طريق انشطار عنصرين. لفهم تركيبة معدن البروميثيوم بشكل أفضل، تقدم هذه المقالة أهم المفاهيم التي تحتاج إلى فهمها.
ما هو البروميثيوم؟
تم العثور على البروميثيوم في المربع رقم 61 من الجدول الدوري، وتم تصنيفه كمكون معدني انتقالي اصطناعي منذ حوالي 75 عامًا. حسنًا، هذا يناسب كلاً من فئة الأكتينيدات وسلسلة اللانثانيدات.
رمز البروميثيوم
Pm صفتها تأتي من المصطلح اليوناني بروميثيوس، والذي تبين أنه اسم تيتان أسطوري. وفقًا للأساطير اليونانية، خطط بروميثيوس لحيلة ماكرة لسرقة النار من الآلهة، ثم إظهارها للبشر. يُصدر المعدن توهجًا فريدًا مشابهًا للنار المذكورة في الحكاية اليونانية، ويُعتقد أن هذا هو سبب اختيار هذا الاسم.
خصائص البروميثيوم
كونه مكونًا مشعًا وباعثًا متوسطًا لبيتا، فإنه يتميز بالإشعاع الضوئي الذي يتعرض له. يمكن أن يأخذ هذا لونًا أزرقًا مائلًا للبياض ويتحول إلى اللون الأخضر الفاتح في الظلام. الميزات البارزة الأخرى هي:
- الحالة: إنه عنصر صلب، ولكن بالمقارنة مع العناصر الأخرى في مجموعته فهو ناعم إلى حد ما.
- اللون: لونه أزرق مائل للبياض مع مناطق فضية، وإن كان في الظلام يشع وهجاً مخضراً.
- السمية: معتدلة. فهو يولد نفايات مشعة سامة، ولذلك يجب التعامل معه بحذر.
- التفاعلية: يشار إليها بأنها العنصر الأكثر تفاعلية على الإطلاق.
- النشاط الإشعاعي: كل من النظائر المعروفة لهذا المعدن مشعة.
- الهيكل: له ترتيب بلوري سداسي.
- التركيب: شكله الذري 61 إلكترون ونفس عدد البروتونات.
الخصائص الكيميائية والفيزيائية للبروميثيوم
- العدد الذري : 61
- الفترة : 6
- كتلة : ف
- المجموعة : 3
- نصف القطر التساهمي (Å): لا توجد بيانات
- الكتلة الذرية (جم/مول): 147 ش
- الكثافة: 7264 كجم/م3
- نقطة الغليان: 3273 درجة مئوية
- نقطة الانصهار: 1373 درجة مئوية
- نصف القطر الذري: 145
- متوسط نصف القطر: 185 ساعة
- الحرارة النوعية: 180 جول/(كجم)
- إلكترونات لكل طبقة: 2، 8، 18، 23، 8، 2
- التكوين الإلكتروني: Xe]4f 5 6s 2
- جهد التأين الأول فولت: 540 كيلوجول/مول
- الموصلية الحرارية: 17.9 وات/(ك.م)
- السالبية الكهربية: 1.13
- حالة الأكسدة: +3
- الصدأ: أساسي قليلاً
- الموصلية الكهربائية: لا توجد بيانات
أصل البروميثيوم
تنبأ بوهسلاف براونر بوجود العنصر في عام 1902. وبعد أكثر من عقد من الزمن، في عام 1914، تم تأكيد هذا الحدث من قبل الفيزيائي هنري موسلي. ومع ذلك، فإن الأبحاث التي أجريت للحصول على المكون على الأرض لم تؤت ثمارها.
وبعد مرور بعض الوقت، في جامعة أوهايو عام 1941، تم اكتشاف مجموعة من المركبات المشعة، بما في ذلك عنصر البروميثيوم. ومع ذلك، لا يمكن تأكيد صحة النتائج بسبب الصعوبة الهائلة في عزلها عن المكونات الأخرى.
أخيرًا، كان تشارلز كوريويل ولورانس جليندينين وجاكوب مارينسكي الأكثر شهرة هم الذين تمكنوا في عام 1944 من تقديم دليل صغير على وجود العنصر. وفي عام 1946، أعلنوا اكتشافهم في مختبرات كلينتون الواقعة في ولاية تينيسي، بعد أن تمكنوا من عزله بعد دراسة المنتجات الثانوية التي تم الحصول عليها من انشطار اليورانيوم.
ما هي استخدامات البروميثيوم؟
الاستخدام الممنوح لهذا المعدن يتعلق بالمستوى النووي والصناعي. القطاعات التي كانت لتطبيقاتها، بفضل خصائصها المشعة، قيمة كبيرة. ولذلك، فإن الاستخدامات الرئيسية للبروميثيوم هي:
- يعمل كمصدر متنقل للأشعة السينية، ويستخدم في إنتاج النظائر المشعة الكهروحرارية. في المقابل، فإن الطاقة التي تم الحصول عليها مخصصة للاتصالات مع الغواصات.
- ويوفر الطاقة المساعدة للعديد من المسابر الفضائية والأقمار الصناعية.
- يتم تصنيع العديد من أجهزة تنظيم ضربات القلب باستخدام هذا المكون المعدني. ومع الطاقة المولدة من جزء صغير فقط منها، يمكنك تشغيل هذه الأجهزة حتى لمدة عقد كامل.
- يتم استخدامه بشكل أساسي كمصدر بيتا، خاصة لأجهزة قياس سمك المركبات والمواد المختلفة.
- يتم استخدامه كبطارية قوية مثالية للدفع النووي أو الجر.
أين يوجد البروميثيوم وكيف يتم إنتاجه؟
وهو المعدن الوحيد الذي ينتمي إلى فئة اللانثانيدات غير الموجود في الطبيعة. في الواقع، لا يوجد إلا في الطيف النجمي لكوكبة المرأة المسلسلة. وفيما يتعلق بالحصول عليه وإنتاجه، فمن الشائع أنه يتم استخلاصه من المنتجات الثانوية لتحلل اليورانيوم أو البلوتونيوم. بالإضافة إلى ذلك، يمكن توليده عن طريق قصف أو قصف النيوديميوم 146 بالنيوترونات.
في الختام، هذا العنصر الاصطناعي لا يوجد إلا في الفضاء، وبالتالي يتم إنتاجه بشكل مصطنع. من ناحية أخرى، يعد البروميثيوم أكثر المعادن تفاعلاً وأصعب في عزله. وفيما يتعلق بفائدته في القطاع النووي، فإنه يستخدم كمصدر بيتا ولتشغيل المسابر الفضائية والأقمار الصناعية.