Isotop	NH	t_1/2	ZM	ZE MeV	ZP
²³⁸Cm	{syn.}	2,4 h	ε	0,97	²³⁸Am
²³⁸Cm	{syn.}	2,4 h	α	6,62	²³⁴Pu
²³⁹Cm	{syn.}	2,9 h	ε	1,70	²³⁹Am
²³⁹Cm	{syn.}	2,9 h	α	6,46	²³⁵Pu
²⁴⁰Cm	{syn.}	27 d	α	6,397	²³⁶Pu
			ε	0,215	²⁴⁰Am
			SF	?	?
²⁴¹Cm	{syn.}	32,8 d	ε	0,767	²⁴¹Am
²⁴¹Cm	{syn.}	32,8 d	α	6,185	²³⁷Pu
²⁴²Cm	{syn.}	162,8 d	α	6,216	²³⁸Pu
²⁴²Cm	{syn.}	162,8 d	SF	?	?
²⁴³Cm	{syn.}	29,1 a	α	6,169	²³⁹Pu
²⁴³Cm	{syn.}	29,1 a	ε	0,009	²⁴³Am
²⁴⁴Cm	{syn.}	18,1 a	α	5,902	²⁴⁰Pu
²⁴⁴Cm	{syn.}	18,1 a	SF	?	?
²⁴⁵Cm	{syn.}	8500 a	α	5,623	²⁴¹Pu
²⁴⁵Cm	{syn.}	8500 a	SF	?	?
²⁴⁶Cm	{syn.}	4760 a	α	5,475	²⁴²Pu
²⁴⁶Cm	{syn.}	4760 a	SF	?	?
²⁴⁷Cm	{syn.}	1,56 · 10⁷ a	α	5,353	²⁴³Pu
²⁴⁷Cm	{syn.}	1,56 · 10⁷ a	SF	?	?
²⁴⁸Cm	{syn.}	348.000 a	α	5,162	²⁴⁴Pu
²⁴⁸Cm	{syn.}	348.000 a	SF	?	?
²⁴⁹Cm	{syn.}	64,15 min	β-	0,90	²⁴⁹Bk
²⁵⁰Cm	{syn.}	9700 a	SF	?	?
			α	5,169	²⁴⁶Pu
			β-	0,037	²⁵⁰Bk
²⁵¹Cm	{syn.}	16,8 min	β-	1,42	²⁵¹Bk
²⁵²Cm	{syn.}	2 d	β-	?	²⁵²Bk

Sicherheitshinweise

Gefahrstoffkennzeichnung

R- und S-Sätze

weitere Sicherheitshinweise

Radioaktvität

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Radioaktives Element

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Curium (Symbol Cm) ist ein chemisches Element des Periodensystems der Elemente. Es hat die Ordnungszahl 96. Das Element gehört zur Gruppe der Actinide (7. Periode, f-Block). Curium wurde nach den Forschern Marie Curie und Pierre Curie benannt.

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Inhaltsverzeichnis

1 Eigenschaften
- 1.1 Isotope
- 1.2 Reaktionen
2 Verbindungen
- 2.1 Oxide
- 2.2 Fluoride
3 Vorkommen
4 Gewinnung und Darstellung
5 Verwendung
6 Geschichte
7 Einzelnachweise

Eigenschaften

Curium ist ein künstliches, radioaktives Metall. Es ist hart und hat ein silbrig-weißes Aussehen. Curium ähnelt sehr dem Gadolinium.

Isotope

Von Curium existieren nur Radionuklide und keine stabilen Isotope. Die längsten Halbwertszeiten haben ²⁴⁷Cm mit 15,6 Mio. Jahren und ²⁴⁸Cm mit 340.000 Jahren. Daneben haben noch die Isotope ²⁵⁰Cm mit 9700-, ²⁴⁵Cm mit 8500- und ²⁴⁶Cm mit 4730 Jahren lange Halbwertszeiten. Curium ²⁵⁰Cm ist dabei etwas besonderes, weil es sich zum überwiegenden Teil (etwa 86%) durch spontane Spaltung und nicht durch radioaktiven Zerfall abbaut. Am schnellsten zerfällt das Kernisomer ^242m1Cm mit 40 • 10⁻¹² Sekunden Halbwertszeit. Insgesamt sind 15 Isotope und 6 Kernisomere des Elements bekannt. Die am häufigsten technisch eingesetzten Isotope sind: ²⁴²Cm mit 162,8 Tagen und ²⁴⁴Cm mit 18,1 Jahren Halbwertszeit.

Reaktionen

Curium wird leicht von Sauerstoff angegriffen. Das Element dient als Ausgangsmaterial für die Erzeugung höherer Transurane. Mit Hilfe von ²⁴⁸Cm können Atome von Transactiniden erzeugt werden.

Verbindungen

Oxide

CmO
Cm₂O₃
CmO₂

Fluoride

CmF₄

Vorkommen

In der Natur entsteht Curium in Supernovae. Da das langlebigste Isotop ²⁴⁷Cm eine Halbwertzeit von nur 15,6 Millionen Jahren besitzt, ist alles primordiale Curium, das die Erde bei ihrer Entstehung enthielt, mittlerweile restlos zerfallen.

Gewinnung und Darstellung

Curium fällt in geringen Mengen in Atomreaktoren an. Es steht heute lediglich in Mengen von wenigen 100 g zur Verfügung.

Eine Tonne abgebranntes Spaltmaterial aus einem Kernreaktor soll 20 g Curium enthalten.^[1]

Herstellung von Curium ²⁴²Cm:^[2]

$\mathrm{{}^{238}U + n \longrightarrow {}^{239}U \ \xrightarrow{\beta^- \ 23,5 \ min} \ {}^{239}Np \ \xrightarrow{\beta^- \ 2,3565 \ d} \ {}^{239}Pu}$

$\mathrm{{}^{239}Pu + n \longrightarrow {}^{240}Pu + \gamma}$

$\mathrm{{}^{240}Pu + n \longrightarrow {}^{241}Pu + \gamma}$

$\mathrm{{zu~99,9975 \ %:} \ ^{241}Pu \ \xrightarrow{\beta^- \ 14,35 \ a} \ {}^{241}Am}$

$\mathrm{{zu~0,0025 \ %:} \ ^{241}Pu \ \xrightarrow{\alpha \ 14,35 \ a} \ {}^{237}U}$

weiter geht es mit:

$\mathrm{{}^{241}Am + n \longrightarrow {}^{242}Am + \gamma}$

$\mathrm{{zu~82,7 \ %:} \ ^{242}Am \ \xrightarrow{\beta^- \ 16,02 \ h} \ {}^{242}Cm}$

$\mathrm{{zu~17,3 \ %:} \ ^{242}Am \ \xrightarrow{+ e^- \ 16,02 \ h} \ {}^{242}Pu}$

Die angegebenen Zeiten sind Halbwertszeiten.

Möglicher Herstellungsweg für Curium ²⁴⁴Cm:

$\mathrm{{}^{238}U + n \longrightarrow {}^{239}U \ \xrightarrow{\beta^- \ 23,5 \ min} \ {}^{239}Np \ \xrightarrow{\beta^- \ 2,3565 \ d} \ {}^{239}Pu}$

$\mathrm{{}^{239}Pu + n \longrightarrow {}^{240}Pu + \gamma}$

$\mathrm{{}^{240}Pu + n \longrightarrow {}^{241}Pu + \gamma}$

$\mathrm{{}^{241}Pu + n \longrightarrow {}^{242}Pu + \gamma}$

$\mathrm{{}^{242}Pu + n \longrightarrow {}^{243}Pu + \gamma}$

$\mathrm{{} ^{243}Pu \ \xrightarrow{\beta^- \ 4,956 \ h} \ {}^{243}Am}$

$\mathrm{{}^{243}Am + n \longrightarrow {}^{244}Am + \gamma}$

$\mathrm{{} ^{244}Am \ \xrightarrow{\beta^- \ 10,1 \ h} \ {}^{244}Cm}$

Die angegebenen Zeiten sind Halbwertszeiten.

Verwendung

²⁴²Cm wird gelegentlich wegen der sehr großen Wärmeentwicklung während des Zerfalls in Radioisotopengeneratoren eingesetzt.

²⁴⁴Cm dient als α-Strahlenquelle in den vom Max-Planck-Institut für Chemie, Mainz entwickelten α-Partikel-Röntgenspektrometern (APXS), mit denen die Mars-Rover Sojourner, Spirit und Opportunity auf der Oberfläche des Planeten Mars Felsen 'chemisch analysierten. Auch wurde die Verwendung von ²⁴⁴Cm zur Befüllung von Radioisotopengeneratoren untersucht. Es unterlag jedoch wegen der benötigten dicken Abschirmung und starken Neutronenstrahlung^[3] sowie seiner kurzen Halbwertszeit Plutonium ²³⁸Pu.

Geschichte

Curium wurde im Sommer 1944 von Glenn T. Seaborg und seinen Mitarbeitern Albert Ghiorso, James sowie Morgan als 96. Element des Periodensystems durch Beschuss von ²³⁹Pu mit α-Teilchen erzeugt:

$\mathrm{{}^{239}Pu +{}^{4}He \longrightarrow {}^{242}Cm + n}$

Mit Hilfe spezieller Ionenaustauschverfahren konnte es zweifelsfrei identifiziert werden. Nach Neptunium und Plutonium war es das dritte Transuranium-Element, das man seit 1940 entdeckt hatte. Im gleichen Jahr wurde auch das Americium entdeckt.

Der Name Curium wurde in Analogie zu Gadolinium gewählt, der seltenen Erde, die im Periodensystem genau über Curium steht. Die Namenswahl ist als Ehrerbietung an das Ehepaar Curie zu verstehen, die viel zur Erforschung der Radioaktivität beigetragen haben, so wie der Name Gadolinium nach einem der großen Erforscher der seltenen Erden, Johan Gadolin gewählt ist. Erstmals öffentlich bekannt gemacht wurde die Entdeckung des Elementes in der amerikanischen Radiosendung Quiz Kids am 11. November 1945 durch Glenn T. Seaborg, noch vor der eigentlichen Bekanntmachung bei einem Symposium der American Chemical Society: Einer der jungen Zuhörer fragte den Gast der Sendung, Seaborg, ob während des Zweiten Weltkrieges im Zuge der Erforschung von Nuklearwaffen neue Elemente entdeckt wurden. Seaborg bejahte die Frage und enthüllte damit die Existenz des Elementes gleichzeitig mit der des nächstniedrigeren Elementes, Americium.

Einzelnachweise

↑ Klaus Hoffmann: Kann man Gold machen? Gauner, Gaukler und Gelehrte. Aus der Geschichte der chemischen Elemente Urania-Verlag; Leipzig, Jena, Berlin 1979; keine ISBN; Seite 233
↑ http://www.kernenergie-wissen.de/pu-batterien.html
↑ Nuklide für RTGs (PDF) letzte Seite

Periodensystem der Elemente

Uub

Uut

Uuq

Uup

Uuh

Uus

Uuo

Kategorien: Radioaktiver Stoff | Actinoid | Periode-7-Element | Chemisches Element

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Curium