【元素図鑑】プロメチウム Pm【安定同位体をもたない唯一の希土類元素】

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プロメチウムの情報をまとめました。

希土類は「少ない」のではなく「分けにくい」

レアアース（希土類）という名前から、地球上にほとんど存在しない元素だと思われがちです。しかし実際には、ありふれた金属より多く存在するものもあります。困るのは量ではなく、仲間同士を分離するのが極端に難しいことです。

理由は電子の入り方にあります。希土類では、増えていく電子がいちばん外側ではなく内側の4f軌道に入ります。化学結合を担うのは外側の電子なので、原子番号が1つ違っても、化学的なふるまいがほとんど変わらないのです。

ふつうの元素	希土類
原子番号が変わると外側の電子数が変わる	増えた電子は内側の4f軌道に入る
隣の元素と性質がはっきり違う	隣の元素とほとんど見分けがつかない
沈殿や溶解度の差で簡単に分けられる	イオン半径のわずかな差を何百回も積み上げて分ける
どれが何かすぐ分かる	ほとんど全部が +3 のイオンになる

安定同位体をもたない、ただひとつの希土類

プロメチウムの特異さは、ここに集約されます——安定な同位体が1つも存在しない。知られている同位体はすべて放射性で、時間とともに別の元素へ変わっていきます。

その結果として、2つのことが起こります。

起こること	理由
自然界にほとんど存在しない	地球ができてから現在までの時間で、元からあったぶんはすべて崩壊し尽くしている。ウラン鉱石の中に、核分裂でできた極微量が見つかるだけ
周期表に「穴」が空いていた	隣の元素があるのに見つからない——長く探索の対象となり、発見は原子炉の核分裂生成物の中から行われた

基本情報

和名	プロメチウム
英名	Promethium
語源	古代ギリシャ神話の火の神プロメテウス (Prometeus)
元素記号	Pm
原子番号	61
原子量	(145)
常温(25℃)での状態	固体（金属）
色	銀白色
密度	7.220 g/cm3（20℃）
融点	1168℃
沸点	2727℃
発見者	マリンスキー, グレンデニン, コライエル（アメリカ）[1947年]
含有鉱物	ー

名前の由来

ギリシャ神話で人類に火を授けた神プロメテウスに因んで命名されました。

主な用途

夜光塗料——「蓄光」とは別の仕組み

プロメチウムは時計の文字盤などを光らせる塗料に使われてきました。ここで注意したいのは、現在の蓄光塗料とは原理がまったく違うことです。

	蓄光塗料（いまの非常口表示など）	プロメチウムの夜光塗料
光る仕組み	あらかじめ光を吸収して蓄え、暗所で徐々に放出する	β線が蛍光体を叩いて光らせる（ラジオルミネセンス）
暗い場所に長く置くと	だんだん暗くなり、やがて消える	光り続ける（エネルギー源が内蔵されている）
必要なもの	明るい場所に置いて「充電」すること	何もいらない
放射性か	放射性ではない	放射性

つまりプロメチウムの塗料は「光を貯めて返している」のではなく、自分の崩壊エネルギーで蛍光体を励起し続けているのです。暗い引き出しに1年入れておいても光ります。

そのほかの用途

用途	プロメチウムの働き
厚み計	β線を当てて透過量を測り、紙や金属箔の厚さを触れずに連続して測定する
原子力電池	崩壊で出るエネルギーを電気に変える。交換できない場所（衛星など）で使われた

よくある質問

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