Curium
Benannt nach Pierre und Marie Curie. Curium ist ein hartes, sprödes, silbriges Metall, das in trockener Luft bei Raumtemperatur langsam anläuft. Curium kommt in der Natur nicht vor; es wird in der Regel künstlich in Kernreaktoren durch aufeinanderfolgende Neutroneneinbrüche von Plutonium- und Americium-Isotopen hergestellt.
Curium ist sehr radioaktiv, elektropositiver als Aluminium und chenisch reaktiv. Einige wenige Verbindungen von Curium sind bekannt, wie die Fluoride.
Obwohl Curium im Periodensystem auf Americium folgt, war es eigentlich vor Americium bekannt und wurde als drittes Transuranelement entdeckt. Es wurde 1944 von Glenn Seaborg, James und Albert Ghiorso im Metallurgischen Laboratorium in Chicago durch Helium-Ionen-Beschuss von 239Pu im 60-Zoll-Zyklotron des Berkeley Radiation Laboratory entdeckt. Sichtbare Mengen (30 Mg) von 242Cm in Form von Hydroxid wurden erstmals 1947 von Werner und Perlman von der University of California, Berkeley, isoliert. Im Jahr 1950 stellten Crane, Wallmann und Cunningham fest, dass die magnetische Suszeptibilität von Mikrogramm-Proben von CmF3 in der gleichen Größenordnung lag wie die von GdF3. Dies lieferte den direkten experimentellen Beweis für die Zuweisung einer elektronischen Konfiguration an Cm+3. Im Jahr 1951 stellten dieselben Mitarbeiter Curium erstmals in seiner elementaren Form her.
Anwendungen
Curium-242 und Curium-244 werden im Raumfahrtprogramm als Wärmequelle für die kompakte thermionische und thermoelektrische Stromerzeugung verwendet. Da es sich um einen Alfa-Strahler handelt, kann seine Strahlung leicht abgeschirmt werden.
Curium in der Umwelt
Curium kommt wahrscheinlich natürlich auf der Erde vor, aber in unglaublich geringen Mengen. Konzentrierte Uranvorkommen können einige Atome davon produzieren, und zwar durch die gleichen Prozesse, die Atome von Neptunium und Plutonium produzieren.
Gesundheitliche Auswirkungen von Curium
Curium kann über die Nahrung, das Trinkwasser oder die Atemluft in den Körper aufgenommen werden. Die gastrointestinale Absorption aus der Nahrung ist die wahrscheinlichste Quelle für innerlich abgelagertes Curium in der allgemeinen Bevölkerung. Nach der Aufnahme wird das meiste Curium innerhalb weniger Tage aus dem Körper ausgeschieden und gelangt nicht in den Blutkreislauf; nur etwa 0,05 % der aufgenommenen Menge wird in den Blutkreislauf aufgenommen. Von dem Curium, das ins Blut gelangt, lagern sich etwa 45 % in der Leber ab, wo es mit einer biologischen Halbwertszeit von 20 Jahren zurückgehalten wird, und 45 % lagern sich in den Knochen ab, wo es mit einer biologischen Halbwertszeit von 50 Jahren zurückgehalten wird (nach vereinfachten Modellen, die die zwischenzeitliche Umverteilung nicht berücksichtigen). Der größte Teil der restlichen 10 % wird direkt ausgeschieden. Im Skelett lagert sich Curium hauptsächlich an den endostealen Oberflächen des mineralischen Knochens ab und verteilt sich nur langsam im gesamten Knochenvolumen.
Curium ist im Allgemeinen nur dann gesundheitsgefährdend, wenn es in den Körper aufgenommen wird; es besteht jedoch ein geringes externes Risiko im Zusammenhang mit den ungeraden Isotopen, d. h. Curium-243, Curium-245 und Curium-247. Die wichtigsten Expositionswege sind die Aufnahme von curiumhaltigen Lebensmitteln und Wasser sowie das Einatmen von curiumhaltigem Staub. Die Aufnahme von Curium ist im Allgemeinen die bedenklichste Form der Exposition, es sei denn, es gibt eine nahe gelegene Quelle für kontaminierten Staub. Da Curium viel leichter in den Körper aufgenommen wird, wenn es eingeatmet statt eingenommen wird, können beide Expositionswege von Bedeutung sein. Das größte Gesundheitsproblem sind Knochentumore, die durch die ionisierende Strahlung von Curium-Isotopen entstehen, die sich auf der Knochenoberfläche ablagern.
Knochenkrebs wurde bei Ratten beobachtet, die durch intravenöse Injektion von Curium-242 und Curium-244 exponiert wurden, sowie Lungen- und Leberkrebs bei Ratten, die durch Inhalation exponiert wurden.
Umweltauswirkungen von Curium
Das meiste Curium in der Umwelt stammt aus atmosphärischen Kernwaffentests, die 1980 weltweit eingestellt wurden. Unfälle und andere Freisetzungen aus Waffenproduktionsanlagen haben eine örtliche Kontamination verursacht. Die Menge ist jedoch vernachlässigbar, und seine Strahlung trägt nur einen winzigen Bruchteil zur Hintergrundstrahlung der Erde bei. Curiumoxid ist die am häufigsten vorkommende Form in der Umwelt.
Curium ist in der Regel recht unlöslich und haftet sehr fest an Bodenpartikeln. Die Konzentration von Curium in sandigen Bodenpartikeln ist schätzungsweise 4.000-mal höher als im interstitiellen Wasser (in den Porenräumen zwischen den Bodenpartikeln), und es bindet sich noch fester an Lehmboden, wo die Konzentrationsverhältnisse noch höher sind (18.000).
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