Berkelium
バークリウムは、記号Bkおよび原子番号97の超ウラン 放射性 化学元素です。これは、アクチニドおよび超ウラン元素シリーズのメンバーです。1949年12月に発見されたローレンスバークレー国立研究所（当時はカリフォルニア大学放射線研究所）のあるカリフォルニア州バークレー市にちなんで名付けられました。バークリウムは、ネプチューン、プルトニウム、キュリウム、americium。
バークリウム、 97 Bk
バークリウム
発音
/ B ər K ɛ L I ə M /（ bər- KEL -ee-əm）
/ B ɜːr K L I ə M /（ BUR -klee-əm）
外観
銀色
質量数
周期表のバークリウム
水素
ヘリウム
リチウム
ベリリウム
ボロン素 素 気フッ素 ネオン
ナトリウム
マグネシウム
アルミニウム
ケイ素ン 黄 素
アルゴン
カリウム
カルシウム
スカンジウム
チタン
バナジウム
クロム
マンガン 鉄 コバルト
ニッケル 銅 亜鉛
ガリウム
ゲルマニウム
砒素
セレン
臭素
クリプトン
ルビジウム
ストロンチウム
イットリウム
ジルコニウム
ニオブ
モリブデン
テクネチウム
ルテニウム
ロジウム
パラジウム 銀 カドミウム
インジウム 錫 アンチモンテルル ヨウ素
キセノン
セシウムバリウム ランタン セリウム
プラセオジム
ネオジム
プロメチウム
サマリウム
ユーロピウム
ガドリニウム
テルビウム
ジスプロシウム
ホルミウム
エルビウム
ツリウム
イッテルビウム
ルテチウム
ハフニウム
タンタル
タングステン
レニウム
オスミウム
イリジウム
白金
ゴールド
水銀（元素）
タリウム
リード
ビスマス
ポロニウム
アスタチン
ラドン
フランシウム
ラジウム
アクチニウム
トリウム
プロトアクチニウム。
ウラン
ネプツニウム
プルトニウム
アメリシウム
キュリウム
バークリウム
カリホルニウム
アインスタイニウム
フェルミウム
メンデレビウム
ノーベリウム
ローレンシウム
ラザホージウム
ドブニウム
シーボーギウム
ボーリウム
ハッシウム
マイトネリウム
ダームスタチウム
レントゲニウム
コペルニシウム
ニホニウム
フレロビウム
モスコビウム
リバモリウム
テネシン
オガネソン
Tb ↑ Bk ↓ （Upu）
キュリウムバークリウムカリホルニウム
原子番号 （Z） 97 グループ
グループ該当なし 期間 期間7
ブロック
fブロック
電子配置
5f 9 7s 2
シェルあたりの電子数
2、8、18、32、27、8、2
物理的特性
フェーズ での STP
個体
融点
ベータ：1259 K（986°C、1807°F）
沸点
ベータ：2900 K（2627°C、4760°F）
密度 （rt付近 ）
アルファ：14.78 g / cm 3 ベータ：13.25 g / cm 3
融合熱
7.92 kJ / mol（計算値）
原子特性
酸化状態+ 2、+ 3、+ 4、+ 5
電気陰性度
ポーリングスケール：1.3
イオン化エネルギー
1位：601 kJ / mol
原子半径
経験的：170 pm
バークリウムのスペクトル線
その他のプロパティ
自然発生
合成
結晶構造
ダブル六方最密（DHCP）
熱伝導率
10 W /（m・K）
磁気秩序
常磁性
CAS番号
7440-40-6
歴史
ネーミング
それが発見されたカリフォルニア州バークレーの後
発見
ローレンスバークレー国立研究所（1949）
バークリウムの主な同位体
アイソトープ
豊富
半減期（t 1/2）
崩壊モード
製品245 Bk syn
4。94日 ε 245センチ α 241午前246 Bk syn
1。8日 α 午前242時 ε 246センチ247 Bk syn 1380年 α
午前243時248 Bk syn
> 300年 α 午前244時249 Bk syn 330日 α
午前245時
SF– β – 249 Cf カテゴリ：バークリウム
見る
トーク
| 参照
主要な同位体バークリウムの、249 Bkのは、専用の高流量で微量で合成された原子炉を中心に、オークリッジ国立研究所ではテネシー州、米国、およびで原子炉の研究所でディミトロヴグラード、ロシア。2番目に重要な同位体の生産247 BKが、稀な同位体の照射を伴う244 Cmを高エネルギーを有するアルファ粒子。
バークリウムの1グラムが1967年以来、米国で生産されてきただけの上に、主に重いの合成に向けられている科学研究の外側バークリウムの実用的なアプリケーションがありません超ウラン元素とtransactinidesが。バークリウム249の22ミリグラムのバッチは、250日間の照射期間中に準備され、2009年にオークリッジでさらに90日間精製されました。このサンプルは、2009年に初めて新しい元素テネシンを合成するために使用されました。ドゥブナ合同原子核研究所、ロシア、それが殺到た後、カルシウム-48 150日間のイオン。これは、周期表で最も重い元素の合成に関するロシアと米国の協力の集大成でした。
バークリウムは柔らかく、銀白色の放射性金属です。バークリウム-249同位体は低エネルギーの電子を放出するため、比較的安全に取り扱うことができます。それは330日の半減期で崩壊し、電離アルファ粒子の強力なエミッターであるカリホルニウム-249になります。カリホルニウムの形成は化学汚染だけでなく、放出されたアルファ粒子からのフリーラジカル効果と自己発熱ももたらすため、この段階的な変換は、元素バークリウムとその化合物の特性を研究する際の重要な考慮事項です。
コンテンツ
1 特徴
1.1 物理的 1.2 同素体 1.3 化学 1.4 同位体 1.5 発生
2 歴史
3 合成と抽出
3.1 同位体の調製 3.2 分離 3.3 バルク金属の準備
4 化合物
4.1 酸化物 4.2 ハロゲン化物 4.3 その他の無機化合物 4.4 有機ベルケリウム化合物
5 アプリケーション
6 核燃料サイクル
7 健康問題
8 参考文献
9 参考文献
10 外部リンク
特徴
物理的
α-バークリウムの結晶構造における層配列ABACを備えた二重六角形の最密充填（A：緑、B：青、C：赤）
バークリウムは、柔らかく、銀白色の放射性アクチニド金属です。周期表には、アクチニドの右側に配置されキュリウムアクチニドの左側に、カリホルニウムおよびランタニドの下テルビウム、それが物理的および化学的特性の多くの類似点を共有します。14.78 g / cm 3の密度は、キュリウム（13.52 g / cm 3）とカリホルニウム（15.1 g / cm 3）の間にあり、融点は986°Cで、キュリウム（1340°C）よりも低くなっています。カリホルニウム（900°C）よりも高い。バークリウムは比較的柔らかく、アクチニドの中で最も低い体積弾性率の1つであり、約20 GPa（2 × 10 10 Pa）です。
バークリウム（III）イオンは、f電子殻の内部遷移により、652ナノメートル（赤色光）と742ナノメートル（深赤色–近赤外）に2つの鋭い蛍光ピークを 示します。これらのピークの相対強度は、サンプルの励起パワーと温度に依存します。この放出は、例えば、ケイ酸塩ガラスにバークリウムイオンを分散させた後、酸化ベルケリウムまたはハロゲン化物の存在下でガラスを溶融することによって観察することができる。
70 Kから室温の間で、ベルケリウムは、9.69ボーア磁子（µ B）の有効磁気モーメントと101 Kのキュリー温度を持つキュリーワイス常磁性材料 として動作します。この磁気モーメントは、理論値9.72 µにほぼ等しくなります。B単純原子内で計算モデルを結合LS。約34Kに冷却すると、バークリウムは反強磁性状態に遷移します。溶解エンタルピーで塩酸標準条件で、そこから、-600キロジュール/モルで生成熱変化（Δ F H水性のBkの°）3+イオンが-601キロジュール/モルとして得られます。基準電位のBk 3+ / Bkの0は-2.01 Vであるイオン化ポテンシャル中性バークリウム原子は6.23 eVです。
同素体
周囲条件で、バークリウムが有する最も安定したα形前提六方対称を、空間群 P6 3 / mmcと、341の格子パラメータ PM 1107、PM。結晶は、層配列ABACの二重六角形の最密充填構造を持っているため、キュリウムを超えたα-ランタンおよびα-形態のアクチニドと同型（同様の構造を持っています）です。この結晶構造は圧力と温度によって変化します。7 GPaで、室温で圧縮されたとき、有するベータ変形例にα-バークリウムの変換面心立方（FCC）対称性と空間群Fmは3メートル。この遷移は体積の変化なしに発生しますが、エンタルピーは3.66 kJ / mol増加します。さらに25GPaに圧縮すると、バークリウムはα-ウランと同様の斜方晶系γ-バークリウム構造に変化します。この遷移には、12％の体積減少と、5f電子殻での電子の非局在化が伴います。 57 GPaまで、それ以上の相転移は観察されません。
加熱すると、α-バークリウムはfcc格子（ただしβ-バークリウムとはわずかに異なります）、空間群Fm 3 m、格子定数500pmの別の相に変化します。このfcc構造は、シーケンスABCの最も近いパッキングと同等です。この相は準安定であり、室温で徐々に元のα-バークリウム相に戻ります。相転移の温度は、融点に非常に近いと考えられています。
化学
すべてのアクチニドと同様に、バークリウムはさまざまな水性無機酸に溶解し、ガス状水素を放出してバークリウム（III）状態に変換します。この3価の 酸化状態（+3）は、特に水溶液で最も安定しています が、4価（+4）およびおそらく2価（+2）のバークリウム化合物も知られています。二価のバークリウム塩の存在は不確かであり、混合塩化ランタン-塩化ストロンチウム溶融物でのみ報告されています。 同様の挙動が、バークリウムのランタニド類似体であるテルビウムでも観察されています。 Bk 3+イオンの水溶液は、ほとんどの酸で緑色です。Bk 4+イオンの色は、塩酸では黄色、硫酸ではオレンジイエローです。 バークリウムは、おそらく保護酸化物層表面の形成のために、室温で酸素と急速に反応しません。ただし、溶融金属、水素、ハロゲン、カルコゲン、プニクトゲンと反応して、さまざまな二元化合物を形成します。
同位体
バークリウムの同位体
バークリウムの約20個の同位体と6個の核異性体（同位体の励起状態）は、233から253の範囲の質量数で特徴付けられています（235、237、および239を除く）。それらはすべて放射性です。最長の半減期は、247 Bk（1、380年）、248 Bk（300年以上）、および249 Bk（330日）で観察されます。他の同位体の半減期はマイクロ秒から数日です。合成が最も簡単な同位体はバークリウム-249です。これは主に柔らかいβ粒子を放出し、検出に不便です。そのアルファ線はかなり弱く（β線に対して1.45 × 10 − 3％）、この同位体を検出するために使用されることも2番目に重要なバークリウム同位体であるバークリウム-247は、ほとんどのアクチニド同位体と同様に、アルファ放射体です。
発生
すべてのバークリウム同位体の半減期は短すぎて原始的ではありません。したがって、原始的なバークリウム、つまり地球の形成中に地球上に存在するバークリウムは、今では崩壊しています。
地球上では、ベルケリウムは主に特定の地域に集中しており、1945年から1980年の間に大気中の核兵器実験に使用されたほか、チェルノブイリ事故、スリーマイル島事故、1968年チューレ空軍基地などの核事故現場にも使用されました。B-52クラッシュ。米国の最初の水素爆弾であるアイビーマイク（1952年11月1日、エネウェタック環礁）の試験場での破片の分析により、バークリウムを含むさまざまなアクチニドが高濃度で存在することが明らかになりました。軍事機密の理由から、この結果は1956年にのみ発表されました。
原子炉は主に、バークリウム同位体の中で、バークリウム-249を生成します。貯蔵中および燃料廃棄前に、そのほとんどはベータ崩壊してカリホルニウム-249になります。後者の半減期は351年であり、原子炉で生成される他の同位体と比較すると比較的長く、したがって廃棄製品では望ましくありません。
超ウラン元素からアメリシウムへフェルミウムバークリウムを含むが、中に自然に発生していない自然核分裂炉でオクロ、もはやそう。
バークリウムは、Przybylskiの星で検出された元素の1つでも
歴史
グレン・T・シーボーグ
1939年8月、カリフォルニア大学バークレー校のローレンス放射線研究所の60インチサイクロトロン
バークリウムはカリフォルニア大学バークレー校にちなんで名付けられました
以前の核実験ではごく少量のバークリウムが生成された可能性がありますが、1949年12月にグレン・T・シーボーグ、アルバート・ギオルソ、スタンリー・G・トンプソン、ケネス・ストリート・ジュニアによって最初に意図的に合成、分離、同定されました。彼らはカリフォルニア大学バークレー校で60インチのサイクロトロンを使用しました。1944年にアメリシウム（元素95）とキュリウム（元素96）がほぼ同時に発見されたのと同様に、新しい元素であるバークリウムとカリホルニウム（元素98）は両方とも1949年から1950年に製造されました。
元素97の名前の選択は、新しく発見されたアクチニドと周期表でその上に配置されたランタニド元素との類似性を引き出すために、カリフォルニアのグループの以前の伝統に従いました。以前は、アメリシウムはその類似のユーロピウムとして大陸にちなんで名付けられ、キュリウムはその上のランタニドであるガドリニウムとして科学者マリーとピエールキュリーを称え、希土類元素ヨハンガドリンの探検家にちなんで名付けられました。したがって、バークレー・グループによって発見レポートが読み：「要素97は、その化学同族体命名に使用されるものと同様の方法で、バークレーの都市の後に名前バークリウム（シンボルのBk）を与えられることが示唆されたテルビウム（原子番号65）を持ちます名前はの町から派生したイッテルビー、スウェーデン希土類鉱物が最初に発見されました、。」この伝統はバークリウムで終わったが、次に発見されたアクチニドの命名であるカリホルニウムは、そのランタニド類似体のジスプロシウムとは関係がなく、発見場所の後であった。
バークリウムの合成で最も困難なステップは、最終製品からの分離と、ターゲット材料に十分な量のアメリシウムの製造でした。最初に、硝酸アメリシウム（241 Am）溶液を白金箔にコーティングし、溶液を蒸発させ、残留物をアニーリングによって二酸化アメリシウム（AmO 2）に変換しました。このターゲットは、カリフォルニア大学バークレー校のローレンス放射線研究所の60インチサイクロトロンで35MeVのアルファ粒子を6時間照射されました。照射によって誘発された（α、2n）反応は、243 Bk同位体と2つの自由中性子を生成しました：
午前95 241 + 彼2 4⟶ k97 243+2 0
1 {{ ce {^ {241} _ {95} Am + ^ {4} _ {2} He-> ^ {243} _ {97} Bk + 2 ^ {1} _ {0} n}} }
^{243}_{97}Bk + 2^{1}_{0}n}}}””> 照射後、コーティングを硝酸で溶解し、濃アンモニア水溶液を使用して水酸化物として沈殿させた。生成物を遠心分離し、硝酸に再溶解した。未反応のアメリシウムからバークリウムを分離するために、この溶液を硫酸アンモニウムと硫酸アンモニウムの混合物に加え、加熱してすべての溶解したアメリシウムを酸化状態+6に変換しました。フッ化水素酸をフッ化アメリシウム（III）（AmF）として添加することにより、酸化されていない残留アメリシウムが沈殿した。3）。このステップにより、付随する生成物のキュリウムと予想される元素97の混合物が三フッ化物の形で得られた。混合物を水酸化カリウムで処理することにより対応する水酸化物に変換し、遠心分離後、過塩素酸に溶解した。
ランタニドテルビウム（Tb）、
ガドリニウム（Gd）、および
ユーロピウム（Eu）（上のグラフ）とそれらに対応するアクチニドバークリウム（Bk）、
キュリウム（Cm）、および
アメリシウム（Am）（下のグラフ）の類似性を示すクロマトグラフィー溶出曲線 ） 弱酸性媒体（pH約3.5）中のクエン酸/アンモニウム 緩衝液の存在下で、高温でのイオン交換を使用して、さらなる分離を行った。当時の元素97のクロマトグラフィー分離挙動は不明でしたが、テルビウムとの類似性から予想されていました。最初の結果は、溶出生成物からアルファ粒子放出の兆候を検出できなかったため、期待外れでした。さらに分析を行い、特性X線と変換電子信号を検索したところ、最終的にバークリウム同位体が検出されました。その質量数は最初の報告では243から244の間で不確かでしたが、後に243として確立されました。
合成と抽出
同位体の調製
バークリウムは、原子炉内で軽いアクチニドのウラン（238 U）またはプルトニウム（239 Pu）に中性子を衝突させることによって生成されます。ウラン燃料のより一般的なケースでは、プルトニウムは最初に中性子捕獲（いわゆる（n、γ）反応または中性子核融合）によって生成され、次にベータ崩壊によって生成されます： U92 238 （（ 、 γ ）。U92 239 23.5 分 β − p93 239
2.3565 β− u94 239
{{ ce {^ {238} _ {92} U-> [{ ce {（n、 gamma）}}] ^ {239} _ {92} U-> [ 23.5 { ce {min}}] ^ {239} _ {93} Np-> [2.3565 { ce {d}}] ^ {239} _ {94} Pu}}}
[{ce {(n，gamma)}}] ^{239}_{92}U ->[23.5 {ce {min}}] ^{239}_{93}Np ->[2.3565 {ce {d}}] ^{239}_{94}Pu}}}””> （時間は半減期です）
プルトニウム239は、米国テネシー州のオークリッジ国立研究所にある85メガワットの高フラックス同位体原子炉（HFIR）など、従来の原子炉の数倍の高中性子束を持つ線源によってさらに照射されます。高いフラックスは変換、融合ではないものを含む反応が、いくつかの中性子を促進する239にプルトニウムを244 Cmをし、その後に249のCm：
Pu94 239 4（（ 、
γ）。 Pu94 243 4.956 β − 午前95 243（（ 、
γ）。
午前95 244
10.1 β− CM96 244
CM96 244 5（（ 、
γ）。 CM96 249 {{ begin {aligned} { ce {^ {239} _ {94} Pu-> [{ ce {4（n、 gamma）}}] ^ {243} _ {94} Pu-> [4.956 { ce {h}}] ^ {243} _ {95} Am-> [{ ce {（n、 gamma）}}] ^ {244} _ {95}午前-> [10.1 { ce {h}}]}}＆{ ce {^ {244} _ {96} Cm}} \＆{ ce {^ {244} _ {96} Cm-> [{ ce {5（n、 gamma）}}] ^ {249} _ {96} Cm}} end {aligned}}}
[{ce {4(n，gamma)}}] ^{243}_{94}Pu ->[4.956 {ce {h}}] ^{243}_{95}Am ->[{ce {(n，gamma)}}] ^{244}_{95}Am ->[10.1 {ce {h}}]}}&{ce {^{244}_{96}Cm}}\&{ce {^{244}_{96}Cm ->[{ce {5(n，gamma)}}] ^{249}_{96}Cm}}end{aligned}}}””> キュリウム-249は64分の半減期が短いため、への更なる変換250 Cmが低い確率を持っています。その代わりに、それが中にベータ崩壊によって変換249のBk：CM96 249 64.15 分
β 97 49 Bk 330 β
−98 49 Cf {{ ce {^ {249} _ {96} Cm-> [{ beta ^ {-}}] [64.15 { ce {min}}] _ {97} ^ {249} Bk-> [ beta ^ {-}] [330 { ce {d}}] _ {98} ^ {249} Cf}}}
[{beta ^{-}}][64.15 {ce {min}}]_{97}^{249}Bk->[330 {ce {d}}]_{98}^{249}Cf}}}””> このようにして作製した249 BKが330日の長い半減期を有し、従って、別の中性子を捕獲することができます。ただし、製品の250 Bkは、半減期が3.212時間と比較的短いため、より重いバークリウム同位体は生成されません。代わりに、カリホルニウム同位体250 Cfに崩壊します： Bk97 249 （（ 、 γ ）。 Bk97 250 3.212 β− f98 250
{{ ce {^ {249} _ {97} Bk-> [{ ce {（n、 gamma）}}] ^ {250} _ {97} Bk-> [ 3.212 { ce {h}}] ^ {250} _ {98} Cf}}}
[{ce {(n，gamma)}}] ^{250}_{97}Bk ->[3.212 {ce {h}}] ^{250}_{98}Cf}}}””> が247 BKはバークリウムの最も安定同位体であるその潜在的な前駆ため、原子炉での生産は非常に困難である247 Cmはベータ崩壊を受けることが観察されしたがって、249 Bkはバークリウムの最も入手しやすい同位体であり、それでも少量でしか入手できません（1967年から1983年の期間に米国で生産されたのはわずか0.66グラム）。マイクログラムあたり185米ドル。これは、大量に入手できる唯一のバークリウム同位体であり、したがって、その特性を広範囲に研究できる唯一のバークリウム同位体です。
同位体248のBkは、最初の25 MeVのα粒子とキュリウム同位体の混合物に衝撃を与えることにより、1956年に得られました。その直接検出が有する強い信号干渉によって妨害されたが245のBk、新たな同位体の存在は、崩壊生成物の成長によって証明された248以前に特徴付けられたCfと。半減期は248 Bkのは次のように推定されました23 ± 5時間、1965年後半の作業では、半減期が300年を超えました（異性体状態が原因である可能性があります）。バークリウム-247は、同じ年に244センチメートルにアルファ粒子を照射することによって製造された：
{{ CM96 244 （（ α
、 ）。 Cf98 247 3.11 ϵBk97 247 CM96 244（（ α
、 ）。 Bk97 247 {{ begin {cases} { ce {^ {244} _ {96} Cm-> [{ ce {（ alpha、n）}}] ^ {247} _ {98} Cf-> [3.11 { ce {h}}] ^ {247} _ {97} Bk}} \ { ce {^ {244} _ {96} Cm-> [{ ce {（ alpha 、p）}}] ^ {247} _ {97} Bk}} end {cases}}}
[{ce {(alpha，n)}}] ^{247}_{98}Cf ->[3.11 {ce {h}}] ^{247}_{97}Bk}}\{ce {^{244}_{96}Cm ->[{ce {(alpha，p)}}] ^{247}_{97}Bk}}end{cases}}}””> バークリウム-242は、衝突によって1979年に合成された235とUを11 B、238とU 10 B、232とのTh 14 N又は232とのTh 15のによってN.それの変換電子捕獲に242の半減期のCm7.0 ± 1.3分。その後、最初に疑われた同位体241Bkの検索は失敗しました。 241 BKが以来、合成されました。
{{ U92 235 + 511
Bk97 242 4 01 90 232+ 714
Bk97 242 4 0
1 U92 238+ 510
Bk97 242 6 01 90 232+ 715
Bk97 242 5 0
1{{ begin {cases} { ce {^ {235} _ {92} U + ^ {11} _ {5} B-> ^ {242} _ {97} Bk + 4 ^ {1} _ {0} n}}＆{ ce {^ {232} _ {90} Th + ^ {14} _ {7} N-> ^ {242} _ {97} Bk + 4 ^ {1} _ {0 } n}} \ { ce {^ {238} _ {92} U + ^ {10} _ {5} B-> ^ {242} _ {97} Bk + 6 ^ {1} _ {0} n}}＆{ ce {^ {232} _ {90} Th + ^ {15} _ {7} N-> ^ {242} _ {97} Bk + 5 ^ {1} _ {0} n} } end {cases}}}
^{242}_{97}Bk + 4^{1}_{0}n}}&{ce {^{232}_{90}Th + ^{14}_{7}N -> ^{242}_{97}Bk + 4^{1}_{0}n}}\{ce {^{238}_{92}U + ^{10}_{5}B -> ^{242}_{97}Bk + 6^{1}_{0}n}}&{ce {^{232}_{90}Th + ^{15}_{7}N -> ^{242}_{97}Bk + 5^{1}_{0}n}}end{cases}}}””>
分離
バークリウムが固体では容易に酸化状態+4になり、液体ではこの状態で比較的安定しているという事実は、他の多くのアクチニドからバークリウムを分離するのに大いに役立ちます。これらは、核合成中に必然的に比較的大量に生成され、+ 3状態を好むことがよくこの事実は、より複雑な分離手順を使用した最初の実験ではまだ知られていませんでした。バークリウム（III）溶液にさまざまな無機酸化剤を適用して、臭素酸塩（BrO）などの+4状態に変換することができます。− 3）、ビスマス酸塩（BiO− 3）、クロメート（CrO2− 4 およびCr2O2− 7）、銀（I）チオレート（Ag2NS2O8）、酸化鉛（IV）（PbO2）、オゾン（O3）、または光化学的酸化手順。最近では、3，4，3-LI（1，2-HOPO）と呼ばれるキレート剤など、一部の有機分子や生体に触発された分子もBk（III）を酸化し、Bk（IV）を安定化できることが発見されました。穏やかな状態。次に、バークリウム（IV）は、イオン交換、抽出クロマトグラフィー、またはHDEHP（ビス-（2-エチルヘキシル）リン酸）、アミン、リン酸トリブチル、またはその他のさまざまな試薬を使用した液液抽出で抽出されます。これらの手順では、ランタニドセリウムを除いて、ほとんどの3価アクチニドおよびランタニドからバークリウムを分離します（ランタニドは照射ターゲットには存在しませんが、さまざまな核分裂崩壊系列で生成されます）。
オークリッジ国立研究所で採用されたより詳細な手順は次のとおりです。アクチニドの最初の混合物は、塩化リチウム試薬を使用したイオン交換で処理され、次に水酸化物として沈殿し、ろ過され、硝酸に溶解されます。次に、陽イオン交換樹脂からの高圧溶出で処理され、バークリウム相が酸化され、上記の手順の1つを使用して抽出されます。このようにして得られたバークリウム（IV）を+3酸化状態に還元すると、他のアクチニドをほとんど含まない（ただしセリウムを含む）溶液が得られます。次に、バークリウムとセリウムを別のイオン交換処理で分離します。
バルク金属の準備
固体バークリウム及びその化合物の化学的および物理的性質を特徴づけるために、プログラムはで1952年に開始された材料試験炉、アルコ、アイダホ州、米国。それは、8グラムプルトニウム-239標的の調製においてとによってバークリウムの巨視的な量（0.6マイクログラム）の最初の生成をもたらしバリスB.カニンガムとスタンレーG.トンプソン6は、この標的の連続反応器の照射後、1958年年。 この照射法は、現在もなお、計量可能な量の元素を生成する唯一の方法であり、バークリウムのほとんどの固体研究は、マイクログラムまたはサブマイクログラムサイズのサンプルで行われています。
世界の主要な照射源は、米国テネシー州オークリッジ国立研究所の85メガワットの高フラックス同位体反応器と、ロシアのジミトロフグラードにある原子反応器研究所（NIIAR）のSM-2ループ反応器です。どちらもトランスクリウム元素（原子番号96以上）の製造に専念しています。NIIARでの生産量は公表されていませんが、これらの施設の出力とフラックスのレベルは類似しており、トランスクリウム元素の生産能力は同等であると予想されます。オークリッジでの「典型的な処理キャンペーン」では、数十グラムのキュリウムが照射され、デシグラム量のカリホルニウム、ミリグラム量のバークリウム-249とアインスタイニウム、およびピコグラム量のフェルミウムが生成されます。 1967年以来、オークリッジでは合計で1グラム強のバークリウム-249が生産されている。
1.7マイクログラムの重さの最初のバークリウム金属サンプルは、1971年にフッ化ベルケリウム（III）をリチウム蒸気で1000°Cで還元することによって調製されました。フッ化物は、溶融リチウムを含むタンタルるつぼの上のタングステンワイヤーに懸濁されました。その後、この方法で最大0.5ミリグラムの金属サンプルが得られました。 k3+ 3 L I ⟶ k+ 3 L
I { mathrm {BkF_ {3} + 3 Li longrightarrow Bk + 3 LiF}}
フッ化ベルケリウム（IV）でも同様の結果が得られます。バークリウム金属は、酸化ベルケリウム（IV）をトリウムまたはランタンで還元することによっても製造できます。
化合物
バークリウムの化合物
酸化物
バークリウムの2つの酸化物が知られており、バークリウムの酸化状態は+3（Bk 2 O 3）と+4（BkO 2）です。バークリウム（IV）酸化物である褐色の固体、バークリウム（III）酸化物である黄緑色1920融点固体°C とBKOから形成される2によって還元水素分子を使って：2 k O
2+2 ⟶ k
2 O 3+2 O
{ mathrm {2 BkO_ {2} + H_ {2} longrightarrow Bk_ {2} O_ {3} + H_ {2} O}}
1200℃C、Bkの酸化物を加熱すると2人のO 3受ける相変化。1750°Cで別の相変化が起こります。このような三相挙動は、アクチニド三二酸化物に典型的です。酸化ベルケリウム（II）、BkOは、もろい灰色の固体として報告されていますが、その正確な化学組成は不明なままです。
ハロゲン化物
では、ハロゲン化物、バークリウムは酸化が+3と+4述べ前提としています。四価ハロゲンBKFながら+3状態は、特に溶液中で、最も安定であり、4及びCs 2 BkCl 6のみ固相で知られています。でバークリウム原子の配位の三価フッ化物及び塩化物であるtricapped三角柱と配位数三価臭化9.の、それがbicapped三角柱（コーディネーション8）又は八面体（配6）、及びフッ化物では八面体です。
酸化数NS Br 私+4 BkF 4（黄色）
Cs 2 BkCl 6（オレンジ）+3 BkF 3（黄色）
BkCl 3（緑）Cs 2 NaBkCl 6
BkBr 3 （黄緑色）
BkI 3（黄色）
フッ化ベルケリウム（IV）（BkF 4）は黄緑色のイオン性固体であり、四フッ化ウランまたはフッ化ジルコニウム（IV）と同型です。 フッ化ベルケリウム（III）（BkF 3）も黄緑色の固体ですが、2つの結晶構造を持っています。低温で最も安定な相を有する同形であるイットリウム（III）フッ化物350〜600を加熱するとしながら、°C、それは構造に変態に見出さランタン（III）、フッ化。
可視量の塩化ベルケリウム（III）（BkCl 3）は、1962年に最初に分離および特性評価され、重量はわずか30億分の1グラムでした。これは、塩化水素蒸気を、約500°Cの温度で酸化ベルケリウムを含む真空石英管に導入することによって調製できます。この緑色の固体は600°Cの融点を持ち、塩化ウラン（III）と同型です。 ほぼ融点まで加熱すると、BkCl 3つの斜方晶系相に変換。
臭化ベルケリウム（III）の2つの形態が知られています。1つは配位6のバークリウム、もう1つは配位8です。後者は安定性が低く、約350°Cに加熱すると前者の相に変化します。放射性固体の重要な現象が、これら2つの結晶形で研究されています。新鮮な249 BkBr 3サンプルの構造が、3年以上にわたってX線回折によって調べられたため、バークリウム249のさまざまな画分にベータが含まれていました。カリホルニウム249に崩壊した。構造の変化は時に観察されなかった249 BkBr 3 – 249 CfBr 3変態。しかし、他の違いは、のために認められた249 BkBr 3及び249 CfBr 3。例えば、後者は、水素で還元することができる249 CfBr 2、前者はできませんでした-この結果は、個々に再現した249 BkBr 3及び249個のCfBr 3サンプル、ならびに上の両方の臭化物を含有するサンプル。バークリウム中のカリホルニウムの連晶は、1日あたり0.22％の割合で発生し、バークリウムの特性を研究する上での本質的な障害です。化学的汚染に加えて、アルファ放射体である249 Cfは、結晶格子の望ましくない自己損傷とその結果としての自己発熱をもたらします。ただし、時間の関数として測定を実行し、得られた結果を外挿することにより、化学的影響を回避できます。
その他の無機化合物 有機ベルケリウム化合物 アプリケーション 核燃料サイクル 健康問題 参考文献 参考文献 外部リンク
プニクチドバークリウム-249タイプのBkXのは、要素のために知られている窒素、 リン、ヒ素およびアンチモン。それらは岩塩構造で結晶化し、水素化ベルケリウム（III）（BkH 3）または金属ベルケリウムのいずれかを高温（約600°C）で高真空下でこれらの元素と反応させることによって調製されます。
硫化ベルケリウム（III）、Bk 2 S 3は、酸化ベルケリウムを硫化水素と二硫化炭素の蒸気の混合物で1130°Cで処理するか、金属ベルケリウムを元素硫黄と直接反応させることによって調製されます。これらの手順により、茶色がかった黒色の結晶が得られます。
水酸化バークリウム（III）と水酸化バークリウム（IV）は、どちらも水酸化ナトリウムの1モル溶液中で安定です。リン酸ベルケリウム（III）（BkPO 4）は固体として調製されており、緑色光で励起すると強い蛍光を発します。水素化ベルケリウムは、約250°Cの温度で金属を水素ガスと反応させることによって生成されます。それらは、名目式BkH 2 + x（0
バークリウムは、（η三方晶形成5 -C 5 H 5）3 Bkのメタロセン3との複合体のシクロペンタジエニル（溶融berylloceneとバークリウム（III）塩化物とを反応させることにより合成することができる環のBe（C 5 H 5）2）約70にし°C。これは、琥珀色及び2.47グラム/ cm 2の密度有する3。複合体は少なくとも250°Cまでの加熱に対して安定しており、約350°Cで融解することなく昇華します。バークリウムの高い放射能は、化合物を徐々に破壊します（数週間以内に）。 （ηで1つのシクロペンタジエニル環5 -C 5 H 5）3 BKは収率に塩素で置換することができる[Bkの（C 5 H 5）2 Clで] 2。この化合物の光吸収スペクトルは、のものと非常に類似している（η 5 -C 5 H 5）3のBk。
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ミリグラム（ASバークリウムの
硝酸塩で調製） HFIRの合成に使用される約100万ドルの費用で2009年、 tennessineに JINR 現在、基礎的な科学的研究以外では、バークリウムの同位体は使用されバークリウム-249は依然として重い調製するための一般的な標的核種で超ウラン元素とtransactinidesを、などローレンシウム、ラザホージウム及びボーリウム。また、HFIRなどの中性子衝撃施設で生成されるより放射性の高いカリホルニウム-252よりもカリホルニウムの化学の研究に使用される同位体カリホルニウム-249の供給源としても有用です。
バークリウム249の22ミリグラムのバッチは、250日間の照射で準備され、2009年にオークリッジで90日間精製されました。このターゲットは、ドゥブナの合同原子力研究所（JINR）でテネシンの最初の6原子を生成しました。ロシア、U400サイクロトロンで150日間カルシウムイオンを照射した後。この統合は、1989年に開始された要素113から118の合成に関するJINRとローレンスリバモア国立研究所の間のロシアと米国の協力の集大成でした。
核分裂バークリウムの性質は、隣接アクチニドのキュリウムとカリホルニウムのものとは異なる、と彼らは、原子炉の燃料としてパフォーマンスが低下するバークリウムを示唆しています。具体的には、berkelium-249は、熱中性子の場合は710バーン、共鳴積分は1200バーンの適度に大きい中性子捕獲断面積を持ちますが、熱中性子の場合は核分裂断面積が非常に小さくなります。したがって、熱中性子炉では、その多くがバークリウム-250に変換され、すぐにカリホルニウム-250に崩壊します。 原則として、バークリウム-249は高速増殖炉で核連鎖反応を持続させることができます。その臨界質量は192kgと比較的高いです。水または鋼の反射板で減らすことができますが、それでもこの同位体の世界生産量を超えます。
Berkelium-247は、熱中性子炉と高速中性子炉の両方で連鎖反応を維持できますが、その製造はかなり複雑であるため、利用可能性は臨界質量（裸球で約75.7 kg）よりもはるかに低くなります。ウォーターリフレクターで41.2kg、スチールリフレクター（厚さ30cm）で35.2kg。
バークリウムが人体に及ぼす影響についてはほとんど知られておらず、他の元素との類似性は、異なる放射線生成物（バークリウムとアルファ粒子の電子、中性子、または他のほとんどのアクチニドの両方）のために引き出されない可能性がバークリウム249から放出される電子の低エネルギー（126 keV未満）は、他の崩壊プロセスとの信号干渉のためにその検出を妨げますが、他のアクチニドと比較して、この同位体を人間に比較的無害にします。ただし、バークリウム249は、半減期がわずか330日で、強力なアルファ放射体カリホルニウム249に変化します。これはかなり危険であり、専用の実験室のグローブボックスで取り扱う必要が
入手可能なバークリウム毒性データのほとんどは、動物に関する研究に基づいています。ラットが摂取すると、バークリウムの約0.01％だけが血流で終わります。そこから、約65％が骨に行き、約50年間、25％が肺に（生物学的半減期は約20年）、0.035％が睾丸に、0.01％がバークリウムが無期限に留まる卵巣に行きます。残り約10％が排泄されます。これらすべての臓器において、バークリウムは癌を促進する可能性があり、骨格系では、その放射線が赤血球に損傷を与える可能性が人間の骨格に含まれるバークリウム249の最大許容量は0.4 ナノグラムです。
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バークリウムでのビデオの周期表（ノッティンガム大学）
コモンズには、バークリウムに関連するメディアが”