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キュリウム

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出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』
アメリシウム ← キュリウム → バークリウム
Gd
↑
Cm
↓
不明
Element 1: 水素 (H),
Element 2: ヘリウム (He),
Element 3: リチウム (Li),
Element 4: ベリリウム (Be),
Element 5: ホウ素 (B),
Element 6: 炭素 (C),
Element 7: 窒素 (N),
Element 8: 酸素 (O),
Element 9: フッ素 (F),
Element 10: ネオン (Ne),
Element 11: ナトリウム (Na),
Element 12: マグネシウム (Mg),
Element 13: アルミニウム (Al),
Element 14: ケイ素 (Si),
Element 15: リン (P),
Element 16: 硫黄 (S),
Element 17: 塩素 (Cl),
Element 18: アルゴン (Ar),
Element 19: カリウム (K),
Element 20: カルシウム (Ca),
Element 21: スカンジウム (Sc),
Element 22: チタン (Ti),
Element 23: バナジウム (V),
Element 24: クロム (Cr),
Element 25: マンガン (Mn),
Element 26: 鉄 (Fe),
Element 27: コバルト (Co),
Element 28: ニッケル (Ni),
Element 29: 銅 (Cu),
Element 30: 亜鉛 (Zn),
Element 31: ガリウム (Ga),
Element 32: ゲルマニウム (Ge),
Element 33: ヒ素 (As),
Element 34: セレン (Se),
Element 35: 臭素 (Br),
Element 36: クリプトン (Kr),
Element 37: ルビジウム (Rb),
Element 38: ストロンチウム (Sr),
Element 39: イットリウム (Y),
Element 40: ジルコニウム (Zr),
Element 41: ニオブ (Nb),
Element 42: モリブデン (Mo),
Element 43: テクネチウム (Tc),
Element 44: ルテニウム (Ru),
Element 45: ロジウム (Rh),
Element 46: パラジウム (Pd),
Element 47: 銀 (Ag),
Element 48: カドミウム (Cd),
Element 49: インジウム (In),
Element 50: スズ (Sn),
Element 51: アンチモン (Sb),
Element 52: テルル (Te),
Element 53: ヨウ素 (I),
Element 54: キセノン (Xe),
Element 55: セシウム (Cs),
Element 56: バリウム (Ba),
Element 57: ランタン (La),
Element 58: セリウム (Ce),
Element 59: プラセオジム (Pr),
Element 60: ネオジム (Nd),
Element 61: プロメチウム (Pm),
Element 62: サマリウム (Sm),
Element 63: ユウロピウム (Eu),
Element 64: ガドリニウム (Gd),
Element 65: テルビウム (Tb),
Element 66: ジスプロシウム (Dy),
Element 67: ホルミウム (Ho),
Element 68: エルビウム (Er),
Element 69: ツリウム (Tm),
Element 70: イッテルビウム (Yb),
Element 71: ルテチウム (Lu),
Element 72: ハフニウム (Hf),
Element 73: タンタル (Ta),
Element 74: タングステン (W),
Element 75: レニウム (Re),
Element 76: オスミウム (Os),
Element 77: イリジウム (Ir),
Element 78: 白金 (Pt),
Element 79: 金 (Au),
Element 80: 水銀 (Hg),
Element 81: タリウム (Tl),
Element 82: 鉛 (Pb),
Element 83: ビスマス (Bi),
Element 84: ポロニウム (Po),
Element 85: アスタチン (At),
Element 86: ラドン (Rn),
Element 87: フランシウム (Fr),
Element 88: ラジウム (Ra),
Element 89: アクチニウム (Ac),
Element 90: トリウム (Th),
Element 91: プロトアクチニウム (Pa),
Element 92: ウラン (U),
Element 93: ネプツニウム (Np),
Element 94: プルトニウム (Pu),
Element 95: アメリシウム (Am),
Element 96: キュリウム (Cm),
Element 97: バークリウム (Bk),
Element 98: カリホルニウム (Cf),
Element 99: アインスタイニウム (Es),
Element 100: フェルミウム (Fm),
Element 101: メンデレビウム (Md),
Element 102: ノーベリウム (No),
Element 103: ローレンシウム (Lr),
Element 104: ラザホージウム (Rf),
Element 105: ドブニウム (Db),
Element 106: シーボーギウム (Sg),
Element 107: ボーリウム (Bh),
Element 108: ハッシウム (Hs),
Element 109: マイトネリウム (Mt),
Element 110: ダームスタチウム (Ds),
Element 111: レントゲニウム (Rg),
Element 112: コペルニシウム (Cn),
Element 113: ニホニウム (Nh),
Element 114: フレロビウム (Fl),
Element 115: モスコビウム (Mc),
Element 116: リバモリウム (Lv),
Element 117: テネシン (Ts),
Element 118: オガネソン (Og),
96Cm
外見
銀白色
一般特性
名称, 記号, 番号 キュリウム, Cm, 96
分類 アクチノイド
族, 周期, ブロック n/a, 7, f
原子量 [247] 
電子配置 [Rn] 5f7 6d1 7s2
電子殻 2, 8, 18, 32, 25, 9, 2（画像）
物理特性
相 固体
密度（室温付近） 13.51 g/cm3
融点 1613 K, 1340 °C, 2444 °F
沸点 3383 K, 3110 °C, 5630 °F
融解熱 ? 15 kJ/mol
蒸気圧
圧力 (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
温度 (K) 1788 1982
原子特性
酸化数 4, 3（両性酸化物）
電気陰性度 1.3（ポーリングの値）
イオン化エネルギー 1st: 581 kJ/mol
原子半径 174 pm
共有結合半径 169 ± 3 pm
その他
結晶構造 六方晶系
磁性 反強磁性（52 Kで常磁性に転移）[1]
電気抵抗率 1.25 µ[1]Ω⋅m
CAS登録番号 7440-51-9
主な同位体
詳細はキュリウムの同位体を参照
同位体 NA 半減期 DM DE (MeV) DP
242Cm syn 160 d SF - -
α 6.1 238Pu
243Cm syn 29.1 y α 6.169 239Pu
ε 0.009 243Am
SF - -
244Cm syn 18.1 y SF - -
α 5.8048 240Pu
245Cm syn 8500 y SF - -
α 5.623 241Pu
246Cm syn 4730 y α 5.475 242Pu
SF - -
247Cm syn 1.56 × 107 y α 5.353 243Pu
248Cm syn 3.40 × 105 y α 5.162 244Pu
SF - -
250Cm syn 9000 y SF - -
α 5.169 246Pu
β- 0.037 250Bk

キュリウム (英: curium [ˈkjʊəriəm]) は原子番号96の元素。元素記号は Cm。アクチノイド元素の一つ。超ウラン元素でもある。安定同位体は存在しない。

銀白色の金属で、常温、常圧で安定な結晶構造は面心立方構造 (α、fcc)で、約500℃で体心立方(β、dcc)、更に約1000℃で六方最密充填構造(γ、hcp)が安定となる。比重は理論値で13.51、融点は1340 °C (1350 °C)、沸点は3520 °C。原子価は+3、+4価。

名称

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元素名は、キュリー夫妻（ピエール・キュリー、マリ・キュリー）に由来する[2]。

歴史

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1944年、シーボーグ等（米国）により、プルトニウム239に32 × 106 eVのα粒子をぶつけることにより、キュリウム242（半減期163日）が作られた[2]。その後、いくつかの同位体が発見されたが、最も半減期が長いものはキュリウム247の1560万年である[2]。最も大量に入手できるのはキュリウム244（半減期18.1年）。

アメリシウムに中性子を照射することによってキュリウムが人工的に作られる（アメリシウム243 + 中性子 → キュリウム244）。

特徴

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レーザー光 (396.6 nm)で励起したトリス(ヒドロトリス)ピラゾリルボラト-キュリウム(III) tris(hydrotris)pyrazolylborato-Cm(III) 複合体溶液中のキュリウム(III)イオン Cm3+ の蛍光。（レーザー誘起蛍光法）

キュリウムは銀白色の金属で安定同位体は存在せず、すべてが放射性である。化学的性質はガドリニウムに似るが、ガドリニウムよりも複雑な結晶構造を持つ。

同位体

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→詳細は「キュリウムの同位体」を参照

キュリウムには19の同位体が存在する。しかし安定同位体は存在せず、すべてが放射性である。さらにキュリウムには四つの核異性体が存在する。質量範囲は233から252まで。最も半減期が長いのはキュリウム247で1560万年の半減期を持つ。その他にも、34000年の半減期を持つキュリウム248、9000年の半減期を持つキュリウム250、8500年の半減期を持つキュリウム245などが比較的安定している。

残りの同位体は30年未満の半減期を持っており、その大半は35日未満の半減期を持っている。

キュリウムの化合物

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用途

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原子力電池や、惑星探査機のαプロトンX線分光計、実験用のアルファ線源としての用途がある。

放射性廃棄物として

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原子力発電の使用済み核燃料を再処理した際に発生する廃液（高レベル放射性廃棄物）中には、キュリウムのほかアメリシウムなどの半減期の長い核種が含まれる。これら核種はマイナーアクチニドと呼ばれる。キュリウムを含む高レベル放射性廃棄物はガラス固化体に加工され、日本の場合は高レベル放射性廃棄物貯蔵管理センターで保管。ゆくゆくは地層処分される[3][4]。

出典

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  1. ^ a b Schenkel, R (1977). “The electrical resistivity of 244Cm metal”. Solid State Communications 23: 389. doi:10.1016/0038-1098(77)90239-3. 
  2. ^ a b c 桜井弘『元素111の新知識』講談社、1998年、394～395頁。ISBN 4-06-257192-7。 
  3. ^ 根岸仁, 上出英樹, 前田誠一郎, 中村博文, 安部智之「最先端の研究開発 日本原子力研究開発機構 : 第4回 今こそ，高速炉の話：持続性あるエネルギー供給へ」『日本原子力学会誌ATOMOΣ』第62巻第8号、日本原子力学会、2020年、438-441頁、doi:10.3327/jaesjb.62.8_438、2024年1月6日閲覧。 
  4. ^ “返還されるガラス固化体について”. 日本原燃. 2023年11月8日閲覧。
ウィキメディア・コモンズには、キュリウムに関連するメディアがあります。
周期表
  1 2   3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 H   He
2 Li Be   B C N O F Ne
3 Na Mg   Al Si P S Cl Ar
4 K Ca   Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr   Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
  アルカリ金属   アルカリ土類金属   ランタノイド   アクチノイド   遷移金属   その他の金属   半金属元素（半導体元素）   その他の非金属   ハロゲン   貴ガス（希ガス）   不明
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