Кюрий. 
Фундаментальная радиохимия

Кюрий {curium) Cm, Z = 96, актинид, атомная масса 247,0703. Наиболее устойчивый изотоп ²⁴⁷Ст (Г_½ = 1,58- Ю⁷ л). Получен Г. Сиборгом, А. Гиорсо, Р. Джеймсом и Л. Морганом в 1944 г. по ядерной реакции ²^Pu (a, n)²lgCm.

Известно 20 изотопов кюрия: самый легкий ²³²Ст (Г, ₂ = = 1 м), самый тяжелый ²⁵²Ст, 5 ядерных изомеров (Г, ₂ = 1 день). Самый долгоживущий ²⁴⁷Ст (а-излучатель, Т_и2 = 1,64−10' л) — родоначальник семейства ²³⁵U. В атомных реакторах некоторые изотопы кюрия: ²⁴⁴ Cm, а-излучатель (Г_½ = 17,59 л) и ²⁴²Ст — практически чистый а-излучатель (Г_½ = 162,8 дня) и др., которые можно накопить в килограммовых количествах за счет длительного облучения нейтронами плутония или урана. Средняя энергия a-излучения ²³⁸Cm, ²⁴⁰Сш, ^24|Ст, ²⁴²Сш, ²⁴³Ст, ²⁴⁴Ст, ²⁴⁵Ст, ^24еСт, ²⁴⁷Ст, ²⁴⁸Ст, ²⁵⁰Ст равна соответственно 6,63−10 *; 6,35; 6,02 -10 ²; 6,20; 5,88; 5,89; 5,45; 5,47; 5,03;4,73; 1,32 МэВ/(Бк-с).

Изотопы кюрия с массовыми числами менее 242 получают при облучении ²³⁹Ри на циклотроне а-частицами. ²⁴²Ст является дочерним продуктом ²⁴²Лш (Т_[/2 = 16,02 ч), претерпевающего p-распад. Изотопы кюрия с массовыми числами 243 и более получают в ядерном реакторе при облучении нейтронами ²³⁸U, ²³⁹Pu и ^l4lAm, а также предшествующих изотопов кюрия. Он же получается и при облучении в реакторе ²³⁹Ри: захватив два нейтрона, ядро ²³⁹Ри превращается сначала в ²⁴¹ Ри, который испускает р-частицу и становится ²⁴¹ Am. Это ядро поглощает нейтрон. Образующееся ядро ²⁴²Ат тоже p-активно и превращается в ядро ²⁴²Ст. Исходным сырьем для получения кюрия служит изотоп ²⁴¹Ат, выделяемый из отработанных ТВЭЛов АЭС. Этот америций облучают в реакторах интенсивными потоками нейтронов: больше кюрия получается при максимальном потоке нейтронов и минимальной продолжительности облучения.

Один грамм ²⁴²Сш каждую секунду испускает 1,2−10¹³ а-частиц, выделяя при этом 120 Вт тепловой энергии. Поэтому ²⁴²Ст практически всегда раскален; чтобы работать с ним, от него нужно непрерывно отводить тепло.

Кюрий-245 (Г_½ = 8500 л, а-излучатель) подвергается делению тепловыми нейтронами. Критическая масса его существенно меньше, чем у ²³⁹Ри. Ядерное горючее на основе ²⁴⁵Ст позволяет создать компактные реакторы с высоким удельным энерговыделением.

Исследование химических свойств кюрия затруднено сильной радиоактивностью. Растворы солей кюрия благодаря собственному излучению сильно нагреваются, вода разлагается на водород и кислород. Растворы солей кюрия светятся в полной темноте с такой же силой, как и радий.

Кюрий — серебристый металл. Радиус атома 0,299 нм, энергия ионизации 581 кДж/моль (6,02 эВ), электронная конфигурация [Rn]5f⁷6d^l7s², электроотрицательность по Полингу 1,3, электродный потенциал Cm «— Cm³⁺ -2,06 В, Cm Cm²⁺ -1,2 В, степени окисления 4 и 3, плотность 13,51, молярная теплоемкость 27 ДжДК моль), молярный объем 18,28 см³/моль. Т_ш = 1345 °C, Г_кип = 3110 °C. Существует в двух аллотропных модификациях: при комнатной температуре имеет гексагональную (а = 0,3496, с = 1,133 нм), а при высоких —ГЦК решетку.

Металлический кюрий обладает большей реакционной способностью, чем плутоний и америций, и быстрее корродирует на сухом воздухе. В соединениях кюрий проявляет степени окисления +2, +3, +4, +6 (наиболее устойчива +3). По свойствам он похож на РЗЭ. Элементный кюрий хорошо растворяется в концентрированных минеральных кислотах, образует нерастворимые соединения с кислородом, фтором и углеродом. Примерами являются: Cm₂0₃, СтО._;, CmF₃, CiiiF₄, СтС1₃, СтВг₃. Реагирует с серой, водородом, образует металлоорганические соединения. Быстро корродирует на сухом воздухе.

В растворах минеральных кислот кюрий находится в виде иона Ст³⁺. При смещении pH в сторону щелочной среды в отсутствие комплексов происходит образование основного гидроксида, который выпадает в осадок. В растворе угольной и фосфорной кислот образует нерастворимые соединения. С ионом фтора имеет место образование комплексного катиона CmF₂. Cm³⁺ образует комплексы с С0₃, N0₃, SO^2-, анионами фосфорной, щавелевой и уксусной кислот.

При работе с кюрием наиболее широко используются изотопы ^242,244Ст. Они имеют сравнительно небольшие периоды полураспада и распадаются с испусканием а-частиц. Большая удельная активность изотопов ²⁴²Ст и ²⁴⁴Ст позволяет использовать а-радиометрический метод для определения субмикрограммовых количеств этого элемента в растворах различного состава. При анализе смесей трансплутониевых элементов при нейтронном облучении плутония или америция изотопы ^242,244Ст определяют измерением а-активности или по энергии а-частиц без предварительного химического выделения, так как удельная активность изотопов кюрия составляет приблизительно 99% от общей a-активности смеси. Изотоп ²⁴⁴Ст обладает заметным спонтанным делением, скорость которого составляет 1,4 делений/гч. Это позволило разработать метод определения этого изотопа, основанный на счете числа нейтронов, испускаемых при делении, после их замедления в полиэтилене. Метод позволяет определять >4 10 ⁷ г ²⁴⁴Ст при применении счетчика, наполненного BF₃.

Изотопы кюрия производят в атомных реакторах. Путем последовательного захвата нейтронов ядрами элементов-мишени происходит накопление атомов кюрия. Затем его выделяют, концентрируют и вырабатывают в основном оксид кюрия. Получение достаточных количеств кюрия способно решить проблему производства компактных космических реакторов, самолетов с ядерными двигателями и др.

Кюрий используется для производства микроядерных зарядов. ²⁴²Ст в виде оксида применяется для производства компактных и мощных радиоизотопных источников энергии (1 г Cm выделяет примерно 120 Вт). Безопасность источников тепла на основе кюрия обеспечивается тем, что кюрий — практически чистый а-излучатель. На основе кюрия работают нейтронные источники высокой мощности, предназначенные для запуска специальных атомных реакторов. Пучки а-частиц от ²⁴²Ст используют для возбуждения атомов в методах химического анализа, основанных на рассеянии а-частиц и возбуждении характеристического рентгеновского излучения. С помощью такой установки был проведен химический анализ поверхности Луны.

В результате распада ²⁴²Cm образуется другой а-излучатель — ²³⁸Ри, который может быть затем отделен химическим путем и получен в радиохимически чистом виде. Этот изотоп применяют не только в космических генераторах тока, но и в сердечных стимуляторах. Таким образом, отслужившие свой срок кюриевые генераторы могут быть источником получения изотонически чистого ²³⁸Ри.

Соединения кюрия токсичны.

Изотопы ^242,244Ст — источники а-излучения — опасны при инкорпорации. При работе с большими количествами этих изотопов возможно воздействие у-нейтронного излучения, образующегося при спонтанном делении радионуклидов. Для ²⁴²Ст, ²⁴³Ст, ²⁴⁴Ст, ²⁴⁵Ст, ²⁴⁶Ст, ²⁴⁷Ст, ²⁴⁸Ст группа радиационной опасности А, МЗА = 3,7 • 10³ Бк; для ²⁴⁹Ст группа радиационной опасности Г, МЗА = 3,7 • 10⁶ Бк.

При работе с изотопами кюрия необходимо соблюдать санитарные правила и нормы радиационной безопасности с применением специальных мер защиты в соответствии с классом работ. Дезактивация кожных покровов осуществляется помывкой хозяйственным мылом или раствором пентацина. При ингаляционном поступлении аэрозолей кюрия — промывание полости рта и носоглотки водой, назначение лечебных ингаляций раствором пентацина, обильное промывание желудка водой, солевые слабительные, очистительные клизмы.