キュリウムとはどんな元素？夫婦の名前が由来となった元素を化学系科学館職員が詳しくわかりやすく解説

ライター／たかはし　ふみか

なぜ分子を作る元素と作らない元素があるの?という疑問から理系に進んだ化学系科学館職員。理科教育の仕事に就きたかったから、科学館の仕事が大好き。

キュリウムとは？

不明 - Glenn Seaborgs 1951 Nobel Lecture[1][2], パブリック・ドメイン, リンクによる

今回のテーマはキュリウム（Cm）です。まずはキュリウムがどんな元素かその特徴を確認していきましょう。

元素記号　Cm
原子番号　96
状態（常温）　　銀白色の固体
発見　1944年　シーボーグ（アメリカ）
名前の由来　キュリー夫妻（ピエール・キュリー、マリ・キュリー）
アクチノイド元素・超ウラン元素

キュリウムは1944年、シーボーグらによって合成されました。プルトニウム（Pu）239にα粒子をぶつけることでキュリウム242を合成したのです。α粒子とは陽子と中性子がそれぞれ2つずつで構成されたヘリウム（He）4の原子核のことで、高い運動エネルギーを持っています。またアメリシウム（Am）241に中性子を照射することでも、キュリウムを合成することができるのです。

キュリウムは放射性を持つ不安定で、同位体は14種類持っています。キュリウムの同位体の中で半減期が最も長いものはキュリウム247で、1560万年もあるのです。

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キュリウムの発見者、シーボーグ

Atomic Energy Commission. (1946 - 01/19/1975) - NAIL Control Number: NWDNS-326-COM-12 NARA (enter "Glenn Seaborg" in search form under Digital Copies tab), パブリック・ドメイン, リンクによる

グレン・シーボーグ（1912~1999）は、カリフォルニア大学バークレー校の教授で、超ウラン元素の研究で知られています。シーボーグはアクチノイド系列の名付け親で、以下の元素の発見・合成に貢献しました。

94　 Pu　プルトニウム
95　 Am　アメリシウム
96　 Cm　キュリウム
97　 Bk　バークリウム
98　 Cf　カリホルニウム
99　 Es　アインスタイニウム
100 Fm　フェルミウム
101 Md　メンデレビウム
102 No　ノーベリウム

シーボーグは1951年、超ウラン元素の研究でノーベル化学賞を受賞しました。元素番号106番のシーボーギウム（Sg）はこのシーボーグが由来となっています。また97番のバークリウム（Bk）は、シーボーグのいたカリフォルニア大学バークレー校が由来となっているのです。

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キュリウムはどんなグループに属する元素？

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キュリウムはアクチノイド系列の元素で、超ウラン元素の一種です。ところで、アクチノイド系列・超ウラン元素とは何でしょうか。

アクチノイド系列って何？

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アクチノイド系列とは元素のグループの一種で、「原子番号89のアクチニウムから103のローレンシウムまでの15の元素の総称。いずれも放射性元素で、物理的、化学的に極めてよく似た性質をもつ。」（コトバンク）のことです。

アクチノイドは、第7周期3族に位置します。電子の配置は第6周期の希ガスであるラドン（Rn）の電子は位置をベースに、内側にある電子殻に電子が入っていくのです。

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超ウラン元素はどんなもの？

シーボーグが発見と合成に大きく貢献した超ウラン元素。超ウラン元素とは「原子番号92のウランよりも原子番号の大きい元素の総称であるが、すべてが人工合成された放射性元素」（コトバンク）のことで、93番のネプツニウム（Np）以降が超ウラン元素です。

原子番号が1番のH（水素）から92番のU（ウラン）までは基本的に、天然に豊富に存在しています。例外は以下の元素です。

テクネチウム　Tc
プロメチウム　Pm
アスタチン　　At
フランシウム　Fr
アクチニウム　Ac
プロトアクチニウム　Pa

ウランは天然で大量にある元素の中で、最も原子番号・原子量が大きい元素となっています。天然に大量、とあるようにウランよりも大きな原子番号で天然の元素としてネプツニウム、プルトニウム（Pu）がありますが、天然での存在量はわずかです。

キュリウムの名前の由来は？

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先ほど解説したように、キュリウムの由来はキュリー夫妻です。そこで、キュリー夫妻の経歴を解説していきます。

マリ・キュリー

Nobel foundation - http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1903/marie-curie-bio.html, パブリック・ドメイン, リンクによる

マリ・サロメア・スクウォドフスカはポーランドのワルシャワの出身で、1867年11月7日に誕生しました。父親は大学で数学や物理を教えていた科学者、母親は女学校で校長を務めた人物です。

ソルボンヌ大学で物理や数学、化学を学び、1893年に物理学の学士を取得しました。それから2年後にピエール・キュリーと結婚し娘のイレーヌを授かりました。マリは家族の協力を得て子育てをしながらピエールと共に1898年7月にポロニウム（Po）、12月にラジウム（Ra）に関する論文を発表しました。この論文によって1903年、夫婦でノーベル物理学賞を受賞します。さらに1911年、ノーベル化学賞を受賞しました。

ピエール・キュリー

不明 - http://www.teachersparadise.com/ency/en/wikipedia/p/pi/pierre_curie.html, パブリック・ドメイン, リンクによる

1859年5月15日、フランスパリで生まれたピエール・キュリー。父親は医師をしていました。16歳でパリ大学に入学し、卒業後は物理研究室の助手として働きます。1894年春にマリと出会い、熱烈なアプローチで翌年結婚しました。

マリと結婚したピエールは1903年にノーベル物理学賞を受賞し、1904年にパリ大学の物理学教授に就任します。しかし、1906年に事故で亡くなりました。あと5年ほど元気でいれば、マリと共に史上初の2度のノーベル賞受賞者となっていたかもしれません。

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キュリウムの活用

実は宇宙で活躍しているキュリウム。月探査ロケットや火星探索気の放射能測定器にキュリウムが使われ、岩石や土壌の組成分析が行われています。1967年に打ち上げられた月探査機サーベイヤー5号ではキュリウムを用いたアルファ散乱表面分析器が、月面の主要元素の存在量を直接測定するために搭載されました。

また、キュリウムは原子力電池としても使われています。原子力電池とは、半減期の長い放射性元素が原子核崩壊の際に発する熱を電力にする電池です。長い半減期の同位体を使うことで、寿命の長い電池にすることができます。