Строение
Это не схема из точек на кольцах, а выборка методом Монте-Карло из фактической плотности вероятности |ψ|² для каждой занятой подоболочки. Перетаскивайте, чтобы вращать. Синий и фиолетовый цвета обозначают противоположные знаки волновой функции, благодаря чему возможно образование связей.
Измеренные значения
Каждая полоса показывает, какое место прометий занимает среди всех 118 элементов по этому свойству.
Источники: стандартные атомные массы IUPAC 2021 года · Справочник химии и физики CRC · NIST. Значения, отмеченные ~, являются расчётными, а не измеренными.
Размер в масштабе
Radius 183 pm — that is 0.183 nm, so about 2732 million of them side by side would span a millimetre.
Тепловой диапазон
Прометий is liquid over a 1958 K window, from 1315 K to 3273 K.
История
The only lanthanide with no stable isotope — it decayed away and had to be made in a reactor.
Когда Дмитрий Менделеев составил периодическую таблицу, он предсказал существование элемента между неодимом и самарием и назвал его «эка-неодимом». Почти 70 years это оставалось самой неуловимой загадкой химии.
Несколько учёных заявили об открытии элемента 61:
Позднее все эти заявления были опровергнуты из-за недостаточно эффективных методов разделения и загрязнения соседними элементами.
Чарльз Кориэлл, Джейкоб Маринский и Лоуренс Гленденин из Оук-Риджской национальной лаборатории наконец выделили элемент 61 из продуктов деления урана в рамках Манхэттенского проекта. Используя передовую ионно-обменную хроматографию, они окончательно идентифицировали и отделили радиоактивный элемент.
Первооткрыватели сначала предложили название «атомий» в честь атомной эпохи, но оно было отклонено. После нескольких лет обсуждений они выбрали «прометий» в честь Прометея, греческого титана, похитившего огонь у богов, — как символ овладения человечеством ядерным огнём.
Открытие было подтверждено с помощью:
Применение
Прометий — единственный радиоактивный редкоземельный элемент без стабильных изотопов — играет уникальную роль в специализированных ядерных технологиях. Прометий-147 испускает бета-излучение с относительно безопасным уровнем энергии (225 keV), что делает его идеальным для ядерных батарей, питающих космические миссии в дальнем космосе, где солнечные панели неэффективны.
NASA и другие космические агентства используют радиоизотопные термоэлектрические генераторы (RTG) на основе прометия для космических аппаратов, направляющихся за пределы Юпитера, где солнечной энергии становится недостаточно. Эти компактные источники энергии обеспечивают десятилетиями надёжное электроснабжение приборов на миссиях к Сатурну, Урану и в межзвёздное пространство.
В ядерной медицине прометий-147 служит трассером, испускающим бета-излучение, для изучения метаболических процессов и функций органов. Его относительно короткий период полураспада (2.6 years) позволяет получать детальные изображения, сводя к минимуму длительное радиационное воздействие на пациентов.
Высококлассные научные приборы используют прометий как толщиномер для измерения чрезвычайно тонких материалов при производстве полупроводников. Стабильное бета-излучение обеспечивает точные измерения, критически важные для контроля качества в производстве микроэлектроники.
Указатели аварийных выходов и приборные панели самолётов используют фосфоресцентные свойства прометия: бета-излучение возбуждает фосфорные покрытия, создавая автономное освещение, которое сохраняется годами без внешних источников питания.
⚠️ Требуется специальное обращение: Все применения прометия требуют строгих протоколов радиационной безопасности и специализированных систем изоляции из-за его радиоактивной природы.Прометий-147 питает бетавольтаические элементы, используемые в кардиостимуляторах, удалённых метеорологических станциях и научном оборудовании в экстремальных условиях. Эти батареи обеспечивают стабильное питание в течение 10-20 years без технического обслуживания, что делает их незаменимыми для труднодоступных установок.
Военная и авиационная промышленность использует радиолюминесцентную краску на основе прометия для шкал приборов, обозначений на компасах и систем аварийного освещения. Автономное свечение устраняет зависимость от внешних источников света в критически важных применениях.
Научно-исследовательские учреждения используют источники прометия для калибровки по бета-излучению измерительного оборудования, обеспечивая точные измерения в экспериментах по ядерной физике и системах экологического мониторинга.
Производственные отрасли используют прометий-147 в системах контроля толщины при производстве бумаги, пластика и металлических листов, обеспечивая контроль качества в реальном времени без физического контакта с материалами.
Откуда он берётся
0 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 0% of elements
Прометий уникален тем, что является единственным лантаноидом без стабильных изотопов. В отличие от других редкоземельных элементов, встречающихся в месторождениях минералов, прометий существует в природе лишь в следовых количествах как продукт деления в урановых рудах; его концентрации настолько малы, что практически не поддаются обнаружению.
Практически весь используемый сегодня прометий получают в результате работы ядерных реакторов. Наиболее полезный изотоп, Прометий-147, производят облучением нейтронами неодима-146 в специализированных исследовательских реакторах; ежегодно во всём мире получают примерно 1-2 grams.
В космосе прометий образуется в ходе ядерных процессов в звёздах, но распадается слишком быстро, чтобы накапливаться в обнаруживаемых количествах. Астрономы обнаружили спектральные линии прометия в некоторых переменных звёздах, что позволяет изучать условия внутри звёзд и механизмы нуклеосинтеза.
При делении природного урана-235 иногда образуются изотопы прометия, однако за годы или десятилетия они распадаются. Даже в наиболее богатых ураном месторождениях концентрация прометия остаётся ниже 10⁻¹⁸ grams на kilogram руды.
Исследовательские учреждения получают прометий посредством:
Обращение
Прометий радиоактивен. It has no stable isotope — every nucleus decays. Для обращения требуются соответствующие средства защиты и лицензия.
Основной риск: Прометий-147 испускает бета-излучение (электроны) с максимальной энергией 225 keV. Хотя внешнее воздействие относительно малорискованно из-за ограниченной проникающей способности бета-частиц, внутреннее загрязнение представляет серьёзную угрозу для здоровья.
Работы должны проводиться в радиологических вытяжных шкафах с отрицательным давлением. По возможности используйте инструменты для дистанционного обращения. Никогда не ешьте, не пейте и не наносите косметику в рабочих зонах с прометием. Ведите строгий учёт всех источников.
Рабочие поверхности необходимо покрывать впитывающей бумагой с пластиковой подложкой. Перед выходом из лаборатории проверяйте руки, одежду и рабочие зоны с помощью оборудования для обнаружения излучения. Дезактивируйте поверхности подходящими чистящими растворами.
Инциденты с загрязнением: Немедленно уведомите сотрудника, ответственного за радиационную безопасность. Снимите загрязнённую одежду и тщательно примите душ. Обратитесь за медицинской помощью при возможном внутреннем облучении. Ликвидация разливов требует специализированных процедур и оборудования.
Храните в экранированных контейнерах внутри запертых радиологических зон с соответствующими предупреждающими знаками. Ведите журналы температуры и графики визуальных проверок. Источники необходимо инвентаризировать ежемесячно и ежегодно проверять на герметичность.
🚨 Аварийная ситуация: Немедленно свяжитесь с сотрудником учреждения, ответственным за радиационную безопасность, при любых инцидентах, связанных с прометием, или подозрении на загрязнение.Краткие ответы
Прометий (symbol Pm) is element 61 on the periodic table, a лантаноид in period 6. The only lanthanide with no stable isotope — it decayed away and had to be made in a reactor. At room temperature it is a solid, and it is radioactive.
[Xe] 4f⁵ 6s², giving 6 occupied shells holding 2, 8, 18, 23, 8, 2 electrons respectively.Прометий melts at 1315 K (1041.9 °C) and boils at 3273 K (2999.9 °C).
Прометий has no stable isotope, so it has no standard atomic weight. The figure quoted, 145, is the mass number of its longest-lived known isotope.
Прометий has a density of 7.26 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of прометий is about 7.3× heavier.
Прометий has a Pauling electronegativity of 1.13. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). A value this low means it readily gives its outer electrons away, forming positive ions.
Прометий was discovered in 1945 by Marinsky, Glendenin & Coryell. It is named after prometheus, who stole fire from the gods.
Прометий does not occur naturally on Earth in any meaningful quantity — it is made in a reactor or an accelerator.
Yes. Прометий has no stable isotope — every one of its nuclei decays. It does not occur in usable quantities in nature and must be synthesised.