96 Cm كوريوم 247*
أكتينيد f-block Period 7 Radioactive Synthetic

كوريوم

Cm · Element 96

Named for the Curies, and the isotope that has analysed the soil of Mars.

الحالة عند 20°C صلب
الكتلة الذرية 247 u
ELECTRON CONFIGURATION [Rn] 5f⁷ 6d¹ 7s²
95Am All 118 97Bk

البنية

ذرة كوريوم

ليست رسماً تخطيطياً لنقاط على حلقات — بل عينة مونت كارلو لكثافة الاحتمال الفعلية |ψ|² لكل مستوى فرعي مشغول. اسحب للتدوير. يشير اللونان الأزرق والبنفسجي إلى الإشارتين المتعاكستين للدالة الموجية، وهو ما يجعل الترابط ممكناً.

سحابة المدارات

القيم المقيسة

ورقة الخصائص

يوضح كل شريط موضع كوريوم بين العناصر الـ118 جميعها بالنسبة إلى تلك الخاصية.

فيزيائية

الكثافة 13.51 g/cm³ 78%
نقطة الانصهار 1618 K 67%
نقطة الغليان 3400 K 70%
الحرارة النوعية 0.12 J/g·K
التوصيل الحراري 10 W/m·K 24%

ذرية

نصف القطر الذري 173 pm 57%
نصف القطر التساهمي 169 pm
نصف قطر فان دير فالس 245 pm

إلكترونية

السالبية الكهربائية 1.28 28%
طاقة التأين 577.9 kJ/mol 21%
الألفة الإلكترونية —

الوفرة

الوفرة في القشرة 0 mg/kg 0%

الهوية

الرمزCm
العدد الذري96
الكتلة الذرية247 u
الفئةأكتينيد
المستوى الفرعيf
البنية البلوريةسداسي متراص
حالات الأكسدة+3, +4
الاكتشاف1944
اكتشفهSeaborg, James & Ghiorso

المصادر: الأوزان الذرية القياسية لـ IUPAC لعام 2021 · دليل CRC للكيمياء والفيزياء · NIST. القيم المعلّمة بـ ~ متوقعة وليست مقاسة.

الحجم، وفق مقياس

How big is a كوريوم atom?

Radius 173 pm — that is 0.173 nm, so about 2890 million of them side by side would span a millimetre.

النطاق الحراري

Solid, liquid, gas — and when

كوريوم is liquid over a 1782 K window, from 1618 K to 3400 K.

موضعه

موضعه في الجدول

كوريوم sits in the actinide series, printed below the main grid.

OTHER الأكتينيدات

89Ac 90Th 91Pa 92U 93Np 94Pu 95Am 97Bk 98Cf 99Es 100Fm 101Md 102No 103Lr
All الأكتينيدات

القصة

ما هو كوريوم، وكيف اكتشفناه

Named for the Curies, and the isotope that has analysed the soil of Mars.

The discovery of كوريوم

اكتشاف صيف 1944

غلين ت. سيبورغ ورالف أ. جيمس وألبرت غيورسو اكتشفوا الكوريوم في جامعة كاليفورنيا، بيركلي، في صيف 1944. وجاء هذا الاكتشاف بعد أشهر قليلة من اكتشافهم الأمريسيوم، مسجلاً فترة بالغة الإنتاجية في أبحاث عناصر ما وراء اليورانيوم.

التجربة الحاسمة

قذف جسيمات ألفا: أنشأ الفريق الكوريوم بقذف البلوتونيوم-239 بجسيمات ألفا (نوى الهيليوم-4) في السيكلوترون ذي 60 بوصة في بيركلي. وأنتج هذا التصادم عالي الطاقة الكوريوم-242، الذي اكتشفوه من خلال نمط اضمحلال ألفا المميز له.

التحديد الكيميائي: كان الجانب الأكثر تحدياً هو فصل العنصر 96 وتحديده كيميائياً من هدف البلوتونيوم ومنتجات التفاعل الأخرى. وأثبتت تقنيات سيبورغ الكيميائية المبتكرة أن هذا العنصر الجديد يمتلك خصائص تتفق مع كونه العضو السادس في سلسلة الأكتينيدات.

إنجاز علمي

تأكيد نظرية الأكتينيدات: قدم اكتشاف الكوريوم دليلاً حاسماً على نظرية الأكتينيدات الثورية التي اقترحها سيبورغ، والتي تنبأت بأن العناصر 89-103 ستشكل سلسلة منفصلة مماثلة للانثانيدات. وأعاد هذا الاستبصار تنظيم فهمنا للجدول الدوري بأكمله.

تقدم في الفيزياء النووية: أظهر الاكتشاف أن العلماء يستطيعون إنشاء عناصر جديدة أثقل من اليورانيوم بطريقة منهجية، مما فتح الباب أمام مجال أبحاث العناصر فائقة الثقل بأكمله.

تكريم عمالقة العلم

ماري وبيير كوري: سمّى المكتشفون العنصر 96 «كوريوم» تكريماً لماري وبيير كوري، الباحثين الرائدين اللذين اكتشفا الراديوم والبولونيوم وأرسيا أسس الكيمياء النووية. وكان هذا أول عنصر يُسمى باسم علماء، لا أماكن أو شخصيات أسطورية.

تكريم مناسب: كان الاختيار مناسباً بصفة خاصة لأن عمل عائلة كوري على العناصر المشعة أتاح مباشرة اكتشاف الكوريوم وجميع عناصر ما وراء اليورانيوم اللاحقة.

التصنيف زمن الحرب

بحث سري: مثل الاكتشافات النووية الأخرى في زمن الحرب، ظلت حقيقة وجود الكوريوم سرية حتى انتهاء الحرب العالمية الثانية. وأُعلن الاكتشاف علناً في 1945، إلى جانب الأمريسيوم وعناصر أخرى من عناصر ما وراء اليورانيوم.

سياق مشروع مانهاتن: رغم عدم امتلاك الكوريوم تطبيقات فورية في الأسلحة، فإن اكتشافه طور الفهم الأساسي للتفاعلات النووية وكيمياء العناصر الثقيلة، مما دعم برنامج الأسلحة النووية الأوسع.

إنجاز جائزة نوبل

التكريم: أكسب اكتشاف غلين سيبورغ للكوريوم وعناصر أخرى من عناصر ما وراء اليورانيوم إياه جائزة نوبل في الكيمياء عام 1951، وتقاسمها مع إدوين مكميلان. وأرسى عملهما الفهم الحديث للعناصر فائقة الثقل.

الإرث العلمي: أصبحت التقنيات المطورة لاكتشاف الكوريوم أساساً لتوليف جميع عناصر ما وراء اليورانيوم التي اكتُشفت لاحقاً، مما جعل هذا الاكتشاف إنجازاً محورياً في الكيمياء النووية.

الاستخدامات

فيما يُستخدم كوريوم

طاقة استكشاف الفضاء

أنظمة طاقة النظائر المشعة: يُبحث استخدام الكوريوم-244 وقوداً محتملاً للمولدات الكهروحرارية للنظائر المشعة (RTGs) في المهمات الفضائية. وتجعل كثافته العالية للطاقة وتوليده للحرارة منه خياراً جذاباً لتزويد مسابير الفضاء السحيق ومركبات الهبوط الكوكبية بالطاقة حيث لا تتوفر الطاقة الشمسية.

تطبيقات مهمات المريخ: قد تستخدم مهمات المريخ المستقبلية أنظمة تعمل بالكوريوم للعمليات طويلة المدة، لتوفير طاقة موثوقة للمركبات الجوالة وأنظمة الموائل والأجهزة العلمية خلال شتاء المريخ والعواصف الترابية التي قد تحجب الألواح الشمسية.

أبحاث الفيزياء النووية

دراسة العناصر الثقيلة: تعمل نظائر الكوريوم كخطوات تمهيدية لإنشاء عناصر عبر اليورانيوم أثقل. ومن خلال قذف أهداف الكوريوم بجسيمات مختلفة، يستطيع العلماء تصنيع عناصر فائقة الثقل ودراسة حدود الاستقرار النووي.

أبحاث اضمحلال ألفا: يجعل انبعاث الكوريوم القوي لجسيمات ألفا منه مادة مهمة لدراسة عمليات اضمحلال ألفا وتأثيرات القشرة النووية والخصائص الأساسية للنوى الثقيلة. ويساعد هذا البحث في التنبؤ بخصائص العناصر فائقة الثقل غير المكتشفة.

الأجهزة العلمية

مصادر جسيمات ألفا: يوفر الكوريوم-244 مصادر كثيفة وموثوقة لجسيمات ألفا لمعايرة معدات كشف الإشعاع ودراسة تفاعلات جسيمات ألفا مع مواد مختلفة في مختبرات الأبحاث.

إنتاج النيوترونات: عند دمجه مع البيريليوم، ينشئ الكوريوم مصادر قوية للنيوترونات تُستخدم في تحليل التنشيط النيوتروني، مما يساعد العلماء على تحليل تركيب المواد في الجيولوجيا وعلم الآثار والعلوم الجنائية.

تطبيقات الأبحاث المتقدمة

كيمياء الأكتينيدات: يعمل الكوريوم نموذجاً لفهم السلوك الكيميائي لأثقل عناصر الأكتينيدات، مما يوفر رؤى مهمة لإدارة النفايات النووية وتوليف عناصر جديدة فائقة الثقل.

دراسات النفايات النووية: يساعد البحث باستخدام الكوريوم العلماء على فهم كيفية تصرف الأكتينيدات طويلة العمر في مستودعات النفايات النووية، مما يسهم في إيجاد حلول أكثر أماناً لتخزين النفايات النووية على المدى الطويل.

تطوير تقنيات المستقبل

مصادر الطاقة المدمجة: تُدرس كثافة الكوريوم العالية للطاقة لتطوير مصادر طاقة فائقة الصغر للأقمار الصناعية الصغيرة ومسابير الفضاء السحيق ومعدات الاستشعار عن بُعد حيث يمثل الحجم والوزن عاملين حاسمين.

الأبحاث الكهروحرارية: يدرس العلماء أجهزة كهروحرارية تعمل بالكوريوم يمكنها توفير طاقة لا تتطلب صيانة لعقود في المواقع النائية، مثل محطات الأبحاث القطبية أو أنظمة المراقبة تحت الماء.

تطبيقات محدودة للغاية

للاستخدام في مختبرات الأبحاث فقط: لا توجد للكوريوم تطبيقات تجارية أو استهلاكية بسبب نشاطه الإشعاعي الشديد للغاية وندرته وارتفاع تكلفته. وتقتصر جميع الاستخدامات على مرافق الأبحاث النووية المتخصصة ذات أعلى بروتوكولات السلامة.

البحث العلمي

معايير مصادر ألفا: تعمل كميات ضئيلة من الكوريوم-244 كمعايير مرجعية في المختبرات النووية لمعايرة معدات كشف جسيمات ألفا ودراسة تأثيرات الإشعاع في المواد.

أبحاث الكيمياء النووية: يستخدم الكيميائيون الباحثون الكوريوم لدراسة الخصائص الأساسية لعناصر الأكتينيدات، مما يساعد على تطوير فهم كيمياء العناصر الثقيلة والفيزياء النووية.

إنتاج العناصر فائقة الثقل

مادة الهدف: يعمل الكوريوم مادة هدف في مسرعات الجسيمات لإنشاء عناصر فائقة الثقل تتجاوز العدد الذري 100. وتدفع هذه التجارب حدود الفيزياء النووية وتبحث عن «جزيرة الاستقرار» النظرية.

التطبيقات التحليلية

تحليل التنشيط النيوتروني: تُستخدم مصادر النيوترونات من الكوريوم والبيريليوم في تقنيات تحليلية متخصصة لتحديد التركيب العنصري للعينات دون تدميرها، رغم أن هذا التطبيق محدود للغاية بسبب مخاوف السلامة.

أجهزة الأبحاث: تساعد مصادر الكوريوم على معايرة معدات كشف الإشعاع واختبارها في المرافق النووية، مما يضمن دقة قياس النشاط الإشعاعي في مختلف تطبيقات الأبحاث.

ملاحظة مهمة: لا توجد للكوريوم تطبيقات تجارية عملية، ولا يُستخدم إلا في بيئات بحثية متخصصة للغاية. ويجعل نشاطه الإشعاعي الشديد للغاية وندرته منه أحد أكثر المواد خضوعاً للقيود على الأرض.

مصدره

وجوده الطبيعي

0 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 0% of elements

عنصر اصطناعي بالكامل

لا وجود طبيعي له: لا يوجد الكوريوم بصورة طبيعية على الأرض. ورغم أنه ربما كان موجوداً بكميات ضئيلة أثناء التكوين المبكر لنظامنا الشمسي، فإن عمر النصف القصير نسبياً له (يمتلك أطول نظير عمراً، Cm-247، عمر نصف يبلغ 15.6 مليون سنة) يعني أن أي كوريوم بدائي اختفى منذ مليارات السنين.

إنتاج المفاعلات النووية

تحويل الأمريسيوم: يُنتج الكوريوم أساساً بقذف الأمريسيوم-241 بالنيوترونات في مفاعلات نووية متخصصة. وتتطلب هذه العملية ظروفاً مضبوطة بعناية، ولا تنتج إلا كميات ضئيلة من الكوريوم.

عملية متعددة الخطوات: يتضمن إنشاء الكوريوم خطوات متعددة لالتقاط النيوترونات والاضمحلال تبدأ من أكتينيدات أخف. وهذه العملية غير فعالة للغاية، إذ يُستهلك جزء كبير من المادة الأولية في تفاعلات نووية تنافسية.

التوليف المخبري

طرائق مسرعات الجسيمات: تستطيع مرافق الأبحاث إنتاج الكوريوم بقذف أهداف من البلوتونيوم أو الأمريسيوم بجسيمات ألفا أو أيونات ثقيلة أخرى في السيكلوترونات والمسرعات الخطية.

نظائر متعددة: تنتج طرائق الإنتاج المختلفة نظائر مختلفة للكوريوم. ويُنتج Cm-244 (عمر النصف 18.1 سنة) بصورة أكثر شيوعاً، بينما يكون صنع Cm-242 (عمر النصف 163 يوماً) أسهل لكنه أقل فائدة بسبب عمره القصير.

إنتاج عالمي محدود للغاية

كميات بالميليغرام: يُقاس الإنتاج العالمي للكوريوم بالميليغرام سنوياً، مما يجعله أحد أندر المواد التي تنتجها البشرية. ولا يستطيع إنتاج الكوريوم والتعامل معه سوى عدد قليل من المرافق المتخصصة.

التكلفة والتعقيد المرتفعان: تحد التكلفة الباهظة والصعوبة التقنية الشديدة لإنتاج الكوريوم من توافره، فلا يُتاح إلا لأهم تطبيقات الأبحاث. وقد تتجاوز تكاليف الإنتاج ملايين الدولارات لكل غرام.

تحديات الاسترداد

معالجة النفايات النووية: رغم وجود الكوريوم بكميات ضئيلة في النفايات النووية، فإن استرداده صعب ومكلف للغاية. وغالباً ما يؤدي الفصل الكيميائي المعقد المطلوب إلى تدمير كمية من الكوريوم أكبر من الكمية المستردة.

التعامل

السلامة

كوريوم مشع. It has no stable isotope — every nucleus decays. يتطلب التعامل معه تدريعًا وترخيصًا مناسبين.

نشاط إشعاعي شديد الخطورة للغاية

باعث كثيف لجسيمات ألفا: الكوريوم أحد أكثر العناصر المشعة المعروفة، إذ يبعث جسيمات ألفا قوية بكثافة هائلة. وينتج الكوريوم-244 إشعاع ألفا لكل غرام يزيد 3,000 مرة على ما ينتجه الراديوم، مما يجعله بالغ الخطورة على نحو استثنائي.

توليد تلقائي للحرارة

التسخين الذاتي: يولد الكوريوم حرارة كبيرة من خلال الاضمحلال الإشعاعي، تكفي لجعل العينات تتوهج بلون أحمر في الظلام. ويخلق هذا التوليد الشديد للحرارة تحديات إضافية لاحتواء المادة والتعامل معها.

المخاطر الحرارية: يمكن للحرارة التي يولدها الكوريوم أن تسبب حروقاً وحرائق وتلفاً للمعدات. ويلزم استخدام أنظمة احتواء خاصة مقاومة للحرارة لتخزين حتى الكميات الضئيلة بأمان.

مخاطر الاستنشاق الحرجة

التعرض الداخلي المميت: حتى الكميات المجهرية من الكوريوم المستنشقة أو المبتلعة يمكن أن تسبب داءً إشعاعياً شديداً وسرطاناً ووفاة. ويدمر إشعاع ألفا الشديد الحمض النووي الخلوي ويسبب تلفاً سريعاً للأنسجة.

التراكم في العظام: يميل الكوريوم، مثل الأكتينيدات الأخرى، إلى التراكم في النسيج العظمي إذا دخل الجسم، مما يسبب تعرضاً إشعاعياً طويل الأمد ويزيد خطر سرطان العظام وسرطان الدم.

بروتوكولات الأمان القصوى

المرافق المتخصصة فقط: لا يمكن التعامل مع الكوريوم إلا في أكثر المرافق النووية تقدماً، والمزودة بحواجز احتواء متعددة ومعدات مناولة عن بُعد وأنظمة ضغط سلبي تخضع للمراقبة المستمرة.

الأفراد المصرح لهم: لا ينبغي أن يعمل مع الكوريوم إلا متخصصون نوويون مدربون تدريباً عالياً، ولديهم تدريب واسع على السلامة الإشعاعية ومراقبة طبية مناسبة، وفقط عندما يكون ذلك ضرورياً للغاية لأبحاث بالغة الأهمية.

الاستجابة للطوارئ

طوارئ التلوث: يتطلب أي اشتباه في التعرض للكوريوم أو التلوث به إخلاءً فورياً، واستجابة طبية طارئة من اختصاصيي الإشعاع، وربما مراقبة طبية وعلاجاً طويلَي الأمد.

لا وصول للمدنيين: لا يوجد الكوريوم مطلقاً في المنتجات الاستهلاكية أو التطبيقات المدنية. وأي مواجهة معه خارج المرافق النووية المصرح لها تمثل حادثاً أمنياً خطيراً يتطلب استجابة مهنية فورية.

إجابات سريعة

كوريوم: أسئلة شائعة

What is كوريوم?

كوريوم (symbol Cm) is element 96 on the periodic table, a أكتينيد in period 7. Named for the Curies, and the isotope that has analysed the soil of Mars. At room temperature it is a solid, and it is radioactive.

What is the electron configuration of كوريوم?

كوريوم's ground-state electron configuration is [Rn] 5f⁷ 6d¹ 7s², giving 7 occupied shells holding 2, 8, 18, 32, 25, 9, 2 electrons respectively.

What are the melting and boiling points of كوريوم?

كوريوم melts at 1618 K (1344.9 °C) and boils at 3400 K (3126.9 °C).

What is the atomic mass of كوريوم?

كوريوم has no stable isotope, so it has no standard atomic weight. The figure quoted, 247, is the mass number of its longest-lived known isotope.

How dense is كوريوم?

كوريوم has a density of 13.51 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of كوريوم is about 13.5× heavier.

What is the electronegativity of كوريوم?

كوريوم has a Pauling electronegativity of 1.28. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). Values in this middle band tend to form covalent rather than strongly ionic bonds.

Who discovered كوريوم, and when?

كوريوم was discovered in 1944 by Seaborg, James & Ghiorso. It is named after marie and Pierre Curie.

How common is كوريوم on Earth?

كوريوم does not occur naturally on Earth in any meaningful quantity — it is made in a reactor or an accelerator.

Is كوريوم radioactive?

Yes. كوريوم has no stable isotope — every one of its nuclei decays. It does not occur in usable quantities in nature and must be synthesised.

→ السابق Am Americium Element 95 · Actinide التالي ← Bk Berkelium Element 97 · Actinide