مقدمة
الكوريوم هو عنصر كيميائي اصطناعي مشع، ينتمي إلى سلسلة الأكتينيدات في الجدول الدوري. يحمل الرمز الكيميائي Cm ورقمه الذري 96. سُمي الكوريوم على اسم بيير وماري كوري، رائدي البحث في مجال النشاط الإشعاعي. نظرًا لكونه عنصرًا اصطناعيًا، لا يوجد الكوريوم بشكل طبيعي في البيئة، ويتم إنتاجه عن طريق التفاعلات النووية.
اكتشاف الكوريوم
تم اكتشاف الكوريوم لأول مرة في عام 1944 بواسطة جلين سيبورج، ورالف جيمس، وألبرت جيورسو في جامعة كاليفورنيا، بيركلي. قام الباحثون بقصف البلوتونيوم بجسيمات ألفا (نوى ذرات الهيليوم) في مسرع دوراني (سيكلوترون). نتج عن هذا التفاعل نظير الكوريوم-242، والذي تم فصله وتحديده كيميائيًا.
الخصائص الفيزيائية والكيميائية
الكوريوم معدن صلب فضي اللون. نظرًا لنشاطه الإشعاعي الشديد، فإنه يتوهج في الظلام بسبب الإشعاع الصادر منه. تتضمن بعض الخصائص الفيزيائية والكيميائية الهامة للكوريوم ما يلي:
- العدد الذري: 96
- الوزن الذري: [247] وحدة كتل ذرية (أكثر النظائر استقرارًا Cm-247)
- الكثافة: 13.51 جرام/سم³
- نقطة الانصهار: 1340 درجة مئوية
- نقطة الغليان: 3110 درجة مئوية (تقديرية)
- التكافؤ: عادةً +3، وأحيانًا +4
الكوريوم عنصر شديد النشاط الكيميائي ويتفاعل مع الأكسجين والماء والأحماض. يشكل مركبات مختلفة، معظمها في حالة الأكسدة +3. يعتبر الكوريوم-242 منبعا قويا للجسيمات ألفا.
نظائر الكوريوم
للكوريوم العديد من النظائر، وجميعها مشعة. أكثر نظائر الكوريوم استقرارًا هو الكوريوم-247، الذي يبلغ عمر النصف له 15.6 مليون سنة. تشمل النظائر الأخرى الهامة الكوريوم-244 (عمر النصف 18.1 سنة) والكوريوم-242 (عمر النصف 163 يومًا). تتحلل هذه النظائر عن طريق انبعاث ألفا أو الانشطار التلقائي.
- كوريوم-242: يتحلل عن طريق انبعاث جسيمات ألفا. يستخدم في المولدات الحرارية النظائرية (RTGs) لتوفير الطاقة في التطبيقات الفضائية.
- كوريوم-244: يتحلل عن طريق انبعاث جسيمات ألفا والانشطار التلقائي. يستخدم كمصدر للجسيمات ألفا في بعض الأجهزة العلمية.
- كوريوم-247: أكثر نظائر الكوريوم استقرارًا، ولكنه لا يزال مشعًا.
إنتاج الكوريوم
يتم إنتاج الكوريوم بكميات صغيرة في المفاعلات النووية عن طريق قصف اليورانيوم أو البلوتونيوم بالنيوترونات. تتضمن العملية سلسلة من التفاعلات النووية التي تؤدي في النهاية إلى تكوين نظائر الكوريوم. بعد ذلك، يتم فصل الكوريوم عن المواد الأخرى الموجودة في المفاعل باستخدام تقنيات كيميائية معقدة، بما في ذلك الاستخلاص بالمذيبات والتبادل الأيوني. غالبًا ما يتم إنتاج الكوريوم-242 عن طريق قصف البلوتونيوم-239 بجسيمات ألفا، بينما يتم إنتاج الكوريوم-244 عن طريق التشعيع النيوتروني للبلوتونيوم.
تطبيقات الكوريوم
نظرًا لندرته ونشاطه الإشعاعي الشديد، فإن للكوريوم عددًا محدودًا من التطبيقات. تشمل بعض الاستخدامات:
- المولدات الحرارية النظائرية (RTGs): يُستخدم الكوريوم-242 كمصدر للطاقة في المولدات الحرارية النظائرية، التي توفر الكهرباء للمركبات الفضائية والأجهزة البعيدة. يولد تحلل الكوريوم حرارة، والتي يتم تحويلها بعد ذلك إلى كهرباء باستخدام أشباه الموصلات الحرارية.
- البحث العلمي: يستخدم الكوريوم في البحث العلمي لدراسة خصائص الأكتينيدات الأخرى. كما أنه يستخدم كمصدر للجسيمات ألفا في بعض التجارب.
- إنتاج عناصر أثقل: يستخدم الكوريوم كهدف في المفاعلات النووية لإنتاج عناصر أثقل، مثل البيركيليوم والكاليفورنيوم.
المخاطر الصحية والبيئية
الكوريوم مادة مشعة شديدة السمية. يمكن أن يشكل التعرض للإشعاع المنبعث من الكوريوم مخاطر صحية خطيرة، بما في ذلك السرطان والعيوب الخلقية والأضرار الوراثية. يجب التعامل مع الكوريوم بحذر شديد واستخدام معدات الحماية المناسبة لمنع التعرض. نظرًا لكونه عنصرًا اصطناعيًا، لا يوجد الكوريوم بشكل طبيعي في البيئة. ومع ذلك، يمكن أن يدخل البيئة عن طريق الحوادث النووية أو التخلص غير السليم من النفايات المشعة. يمكن أن يستمر الكوريوم في البيئة لآلاف السنين بسبب عمر النصف الطويل لبعض نظائره، مما يشكل خطرًا طويل الأجل على صحة الإنسان والبيئة.
الكوريوم في الثقافة الشعبية
على الرغم من كونه عنصرًا غير معروف نسبيًا، فقد ظهر الكوريوم في بعض الأعمال الخيالية، غالبًا في سياق التكنولوجيا المتقدمة أو الأسلحة النووية. عادة ما يتم تصويره كمادة قوية وخطيرة بسبب نشاطه الإشعاعي.
خاتمة
الكوريوم عنصر اصطناعي مشع تم اكتشافه في منتصف القرن العشرين. على الرغم من استخدامه المحدود، إلا أنه يلعب دورًا مهمًا في البحث العلمي وتطبيقات الطاقة النظائرية. نظرًا لسميته الإشعاعية الشديدة، يجب التعامل معه بحذر شديد والتحكم فيه بشكل صحيح لحماية صحة الإنسان والبيئة. يعتبر الكوريوم مثالًا على العناصر الثقيلة الاصطناعية التي تم إنشاؤها من خلال التفاعلات النووية، مما يوسع فهمنا للجدول الدوري وخصائص العناصر المشعة.