バークリウムは、アクチノイド元素で、原子番号97の元素です。
バークリウムの基本情報
| 和名 | バークリウム |
|---|---|
| 英名 | Berkelium |
| 語源 | 発見された場所であるバークレー市 (Berkeley) |
| 元素記号 | Bk |
| 原子番号 | 97 |
| 原子量 | (247) |
| 常温（25℃）での状態 | ー |
| 色 | ー |
| 臭い | ー |
| 密度 | 14.790 g/cm3（20℃） |
| 融点 | 1047℃ |
| 沸点 | ー |
| 発見者 | トンプソン 他（アメリカ）[1949年] |
| 含有鉱物 | ー |
バークリウムの主な特徴
- 原子番号97のアクチノイド元素であり、人工的に合成された放射性元素
- 銀白色の金属と推定されていますが、自然界には存在せず、主に核反応を通じて人工的に合成される
- 化学的には、+3価の酸化状態で安定し、他のアクチニドやランタニドと類似の性質を持つ
- 実用用途はほぼなく、主に超重元素合成のための研究材料として重要
バークリウムの歴史
発見
バークリウムは1949年12月、アメリカ・カリフォルニア大学バークレー校のグレン・T・シーボーグ（Glenn T. Seaborg）、アルバート・ギオルソ（Albert Ghiorso）らの研究グループにより、アメリシウム-241に加速したアルファ粒子を衝突させることで合成・発見されました。
最初に得られた同位体は Bk-243 で、半減期は約5時間でした。
名前の由来
元素名「バークリウム（Berkelium）」は、発見地であるカリフォルニア大学バークレー校に由来します。
同大学では他にもカリホルニウム（Californium）など、複数の超ウラン元素が発見されています。
バークリウムの主な用途
バークリウムは非常に希少で高放射能を持つため、工業的・医療的な用途はありません。
しかし、研究レベルでは以下のような重要な役割があります：
- 超重元素の合成： 特にテネシン（Ts）などの標的物質として利用
- アクチニド系列の化学的性質比較： イオン半径、酸化状態、錯形成傾向の分析
- 高放射性環境下での物質の挙動研究
バークリウムの生成方法
バークリウムは、高フルエンスの中性子源（HFIRなど）において以下のようにして合成されます：
- キュリウム-244またはアメリシウム-241を標的とする
- 高エネルギーのアルファ粒子または中性子を照射
- 中性子捕獲やベータ崩壊を経てバークリウムが生成される
合成には時間と高コストがかかるため、微量（ナノグラム単位）での生産にとどまります。
バークリウムを含む化合物
バークリウムは主に+3価の酸化状態で存在し、他のアクチニドと類似した化合物を形成します。
確認されている主な化合物には以下があります：
- BkCl₃（塩化バークリウム）：粉末状の塩。揮発性は低い
- Bk₂O₃（酸化バークリウム）：白色または淡いピンク色。固体として得られる
- BkF₃（フッ化バークリウム）：結晶性固体。ランタニドフッ化物と類似
水溶液中では、Bk³⁺イオンとして存在し、他のLn³⁺やAm³⁺、Cf³⁺との分離・抽出の研究対象となっています。
バークリウムに関する研究事例
バークリウムは以下のような研究分野で活用されています：
- 元素合成研究： ロシアのドゥブナ合同原子核研究所にて、Bk-249 を標的としてテネシン（Ts）が合成された
- 分離科学： Ln³⁺とAn³⁺の分離技術の最適化のための抽出クロマトグラフィー研究
- 核物理学研究： アルファ崩壊や自発核分裂に関する核種の崩壊データ収集
- 放射線による材料劣化： 極端な放射線下における材料の物性変化の検証
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