プロメチウム

プロメチウム 化学特性,用途語,生産方法

• 発見

  周期表第3族、希土類元素に属するランタノイド元素の一つ。人工放射性核種の一つでもある。天然にはウラン鉱石中に痕跡(こんせき)の存在が認められるのみで、実質的には存在しない。61番元素を探す試みは多くの化学者によって行われ、発見したという報告が1926年ごろ5件も提出されたが、いずれも裏づけができず公認されなかった。サイクロトロンを用いて放射性元素を得る試みもなされたが、最終的に1945年、アメリカのマリンスキーJacob A.Marinsky（1918―2005）らが原子炉で生成し、ウランの崩壊物質中から取り出して初めて存在を確認、1947年に発表した。第二の火といわれるウランの核分裂生成物中に発見されたことから、ギリシア神話の火の神プロメテウスPrometheusにちなんで名づけられた。質量数140から152までと、154の同位体が知られている。もっとも半減期が長いのはプロメチウム145（17.7年）であるが、核燃料の再処理でもっとも多量にプロメチウム147（2.6年）が得られるので、これから化合物や金属がつくられた。銀白色金属。酸化数Ⅲの化合物をつくり、多くは淡紅色である。［守永健一・中原勝儼］

• 解説

  Pm．原子番号61の元素．電子配置[Xe]4f 56s2の周期表3族ランタノイド元素．希土類元素セリウム族の一つ．質量数126～163までの同位体核種が知られている．すべて放射性核種．安定同位体は存在しない．地上には存在しないが，アンドロメダ星雲中の星に分光スペクトルから存在が観測された．もっとも長寿命(半減期17.7 y)の同位体の質量数は145．1941年，オハイオ州立大学のサイクロトンでネオジム，プラセオジムを重陽子で照射して生成したと報告し，サイクロニウムと命名したが確認されず，J.A. Marinsky，L.E. Glendenin，C.D. Coryellがオークリッジ国立研究所の黒鉛炉の核分裂生成物からイオン交換樹脂で分離してはじめて1945年に確認された．軍事機密とされていたので発表は1947年．人工元素であることから天上から火を盗んだとされるギリシア神話のプロメテウスにちなんで命名された．密度7.22 g cm－3．融点1042 ℃，沸点2700 ℃．第一イオン化エネルギー5.582 eV．原子半径183 pm．主要酸化数3で化学的性質はネオジム，サマリウムに似ている．30種類あまりの化合物がつくられた．プロメチウム塩は高い放射能のために暗闇で淡青または緑色蛍光を発する．もっとも普及している用途は，蛍光灯点灯管の放電開始特性向上用で，半減期2.62 y の β－ 崩壊核種 147Pm が用いられている．[CAS 7440-12-2]
  森北出版「化学辞典（第2版）

• 化学的特性

  silvery metal; enthalpy of sublimation is 348kJ/mol (estimated); radius of atom is 0.1811nm; radius of ion is 0.0979 nm; Pr+++has yellow-colored solutions [KIR82]

• 物理的性質

  Silvery-white metal; density 7.22 g/cm³; because of radioactivity, the metal and its salts luminesce in the dark giving a pale blue or greenish glow; melts at 168+6°C; vaporizes at 2,460°C; insoluble in water.

• 来歴

  The discovery of this element is credited to J.A. Marinsky and L.E. Glendenin who, in 1945, identified its long-lived isotope Pm-147 (t_1/2 2.64 years) in the fission products of uranium. They named the element after Prometheus, who according to Greek mythology stole fire from heaven. The element was first isolated from fission product wastes by G.W. Parker and P.M. Lantz in 1948. It first was recovered from natural sources by O. Erametsa in 1965. An amount less than 0.5 g was recovered from 20 tons of rare earths.
  Promethium does not occur in metallic form in nature. Minute quantities are associated with other rare earths. It also is detected in uranium fission products. It is probably the rarest of the lanthanide elements.
  Promethium has very limited applications. It is used in phosphor lights to produce signals. Also, it is used as a beta particle source for thickness gages, nuclear batteries, and portable x-ray units.

• 使用

  Promethium-147 is used in the manufacture of luminescent paint for watch dials, as well as being a source of beta rays.

• 調製方法

  Promethium-147, the isotope used commercially, is isolated from fission product wastes. The radioactive materials must be handled safely in a glove box. The metal complexes either with ethlenediaminetetraacetic acid (EDTA) or diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA) and is isolated by elution from Dowex 50.
  The metal may be obtained from its fluoride salt, promethium(III) fluoride by heating with lithium metal in a double tantalum crucible at 700 to 800°C in vacuum and then increasing the temperature to 1,100°C.

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