ఫెర్మియం

From LTRC
Revision as of 23:31, 28 September 2026 by Abhinaya (talk | contribs) (ఇంగ్లీష్ వికీపీడియాలోని “Fermium” వ్యాసానికి తెలుగు అనువాదం)
(diff) ← Older revision | Latest revision (diff) | Newer revision → (diff)

ఫెర్మియం (Fermium) అనేది ఒక కృత్రిమ రసాయన మూలకం; దీని సంకేతం Fm మరియు పరమాణు సంఖ్య 100. ఇది ఒక ఆక్టినైడ్ మరియు తేలికపాటి మూలకాలపై న్యూట్రాన్ బాంబు దాడి ద్వారా ఏర్పడగల అత్యంత బరువైన మూలకం. అందువల్ల, స్థూల పరిమాణాలలో తయారు చేయగల చివరి మూలకం ఇదే, అయితే స్వచ్ఛమైన ఫెర్మియం లోహం ఇంకా తయారు చేయబడలేదు.[1] మొత్తం 20 ఐసోటోపులు తెలిసినవి, వీటిలో 257Fm అత్యధిక కాలం జీవించేది, దీని అర్ధ-జీవిత కాలం (half-life) 100.5 రోజులు.

ఫెర్మియం 1952లో మొదటి హైడ్రోజన్ బాంబు పరీక్ష శిథిలాలలో కనుగొనబడింది మరియు అణు భౌతిక శాస్త్ర పితామహులలో ఒకరైన ఎన్రికో ఫెర్మి పేరు మీద దీనికి నామకరణం చేశారు. దీని రసాయన శాస్త్రం చివరి ఆక్టినైడ్ల మాదిరిగానే ఉంటుంది, ఇందులో +3 ఆక్సీకరణ స్థితి ఎక్కువగా ఉంటుంది, కానీ +2 ఆక్సీకరణ స్థితి కూడా సాధ్యమే. ఉత్పత్తి చేయబడిన ఫెర్మియం పరిమాణం చాలా తక్కువగా ఉండటం మరియు దాని అన్ని ఐసోటోపులు సాపేక్షంగా తక్కువ అర్ధ-జీవిత కాలాన్ని కలిగి ఉండటం వల్ల, ప్రస్తుతం ప్రాథమిక శాస్త్రీయ పరిశోధనలు తప్ప దీనికి ఎటువంటి ఉపయోగాలు లేవు.

ఆవిష్కరణ

ఫెర్మియం మొదటిసారిగా 'Ivy Mike' అణు పరీక్ష (1 నవంబర్ 1952) శిథిలాలలో కనుగొనబడింది, ఇది హైడ్రోజన్ బాంబు యొక్క మొదటి విజయవంతమైన పరీక్ష.[2][3][4] పేలుడు శిథిలాల ప్రారంభ పరిశీలనలో ప్లూటోనియం యొక్క కొత్త ఐసోటోప్, 244Pu ఉత్పత్తిని చూపింది: ఇది uranium-238 కేంద్రకం ఆరు న్యూట్రాన్లను గ్రహించి, రెండు β− క్షయాల ద్వారా మాత్రమే ఏర్పడగలదు. ఆ సమయంలో, భారీ కేంద్రకం ద్వారా న్యూట్రాన్ల శోషణ ఒక అరుదైన ప్రక్రియగా భావించబడింది, కానీ 244Pu గుర్తింపు యురేనియం కేంద్రకాల ద్వారా మరిన్ని న్యూట్రాన్లు గ్రహించబడి, కొత్త మూలకాలకు దారితీసే అవకాశం ఉందని సూచించింది.[4]

మూలకం 99 (ఐన్‌స్టీనియం) పేలుడు నుండి వచ్చిన మేఘాల ద్వారా ప్రయాణించిన ఫిల్టర్ పేపర్లపై త్వరగా కనుగొనబడింది (244Puను కనుగొనడానికి ఉపయోగించిన అదే నమూనా సాంకేతికత).[4] ఇది డిసెంబర్ 1952లో బెర్క్లీలోని కాలిఫోర్నియా విశ్వవిద్యాలయంలో ఆల్బర్ట్ గియోర్సో మరియు సహచరులచే గుర్తించబడింది.[2][3][4] వారు 253Es (అర్ధ-జీవిత కాలం 20.5 days) ఐసోటోప్‌ను కనుగొన్నారు, ఇది uranium-238 కేంద్రకాల ద్వారా 15 న్యూట్రాన్లను గ్రహించడం ద్వారా తయారైంది – ఇది ఏడు వరుస బీటా క్షయాలకు లోనైంది:

1

అయితే, కొన్ని 238U పరమాణువులు మరో సంఖ్యలో న్యూట్రాన్లను (చాలావరకు 16 లేదా 17) గ్రహించగలవు.

ఫెర్మియం (Z = 100) ఆవిష్కరణకు ఎక్కువ పదార్థం అవసరమైంది, ఎందుకంటే దిగుబడి మూలకం 99 కంటే కనీసం పది రెట్లు తక్కువగా ఉంటుందని అంచనా వేయబడింది. కాబట్టి ఎనెవెటాక్ అటోల్ (పేలుడు జరిగిన చోట) నుండి కలుషితమైన పగడాలను ప్రాసెసింగ్ మరియు విశ్లేషణ కోసం బెర్క్లీ, కాలిఫోర్నియాలోని యూనివర్శిటీ ఆఫ్ కాలిఫోర్నియా రేడియేషన్ లాబొరేటరీకి పంపారు. పరీక్ష జరిగిన సుమారు రెండు నెలల తర్వాత, అధిక శక్తి కలిగిన α-కణాలను (7.1 MeV) విడుదల చేసే ఒక కొత్త భాగం వేరు చేయబడింది, దీని అర్ధ-జీవిత కాలం సుమారు ఒక రోజు. ఇంత తక్కువ అర్ధ-జీవిత కాలంతో, ఇది ఐన్‌స్టీనియం ఐసోటోప్ యొక్క β− క్షయం నుండి మాత్రమే ఉద్భవించగలదు, కాబట్టి ఇది కొత్త మూలకం 100 యొక్క ఐసోటోప్ అయి ఉండాలి: ఇది త్వరగా 255Fm (t = 20.07 ± (7) hours) గా గుర్తించబడింది.[4]

కొత్త మూలకాల ఆవిష్కరణ మరియు న్యూట్రాన్ క్యాప్చర్ పై కొత్త డేటా, ప్రచ్ఛన్న యుద్ధ ఉద్రిక్తతల కారణంగా 1955 వరకు U.S. సైనిక ఆదేశాల మేరకు రహస్యంగా ఉంచబడ్డాయి.[4][5][6] అయినప్పటికీ, బెర్క్లీ బృందం plutonium-239 యొక్క న్యూట్రాన్ బాంబు దాడి ద్వారా పౌర మార్గాల ద్వారా మూలకాలు 99 మరియు 100ను సిద్ధం చేయగలిగింది మరియు ఈ మూలకాలపై జరిగిన మొదటి అధ్యయనాలు కాదని నిరాకరణతో 1954లో ఈ పనిని ప్రచురించింది.[7][8] "ఐవీ మైక్" అధ్యయనాలు వర్గీకరణ తొలగించబడి 1955లో ప్రచురించబడ్డాయి.[5]

బెర్క్లీ బృందం తమ వర్గీకృత పరిశోధనను ప్రచురించేలోపు, మరొక బృందం అయాన్-బాంబు దాడి పద్ధతుల ద్వారా మూలకం 100 యొక్క తేలికపాటి ఐసోటోపులను కనుగొనవచ్చని ఆందోళన చెందింది,[4] మరియు అదే నిజమైంది. స్టాక్‌హోమ్‌లోని నోబెల్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఫర్ ఫిజిక్స్‌లోని ఒక బృందం స్వతంత్రంగా ఈ మూలకాన్ని కనుగొంది, 238U లక్ష్యాన్ని 16O అయాన్లతో బాంబు దాడి చేయడం ద్వారా 250Fm (t1/2 = 30 minutes) గా నిర్ధారించబడిన ఒక ఐసోటోప్‌ను ఉత్పత్తి చేసి, మే 1954లో తమ పనిని ప్రచురించింది.[9] అయినప్పటికీ, బెర్క్లీ బృందం యొక్క ప్రాధాన్యత సాధారణంగా గుర్తించబడింది, మరియు దానితో పాటు మొదటి కృత్రిమ స్వయం-నిలకడగల అణు రియాక్టర్‌ను అభివృద్ధి చేసిన ఎన్రికో ఫెర్మి గౌరవార్థం కొత్త మూలకానికి పేరు పెట్టే హక్కు వారికి దక్కింది. పేరు ప్రతిపాదించినప్పుడు ఫెర్మి జీవించే ఉన్నారు, కానీ అది అధికారికం అయ్యే సమయానికి ఆయన మరణించారు.[10]

ఐసోటోపులు

ప్రధాన వ్యాసం: Isotopes of fermium

ఫెర్మియం యొక్క 20 తెలిసిన ఐసోటోపులు ఉన్నాయి,ref వీటి పరమాణు భారం 241 నుండి 260 వరకు ఉంటుంది,[note 1] వీటిలో 257Fm అత్యధిక కాలం జీవించేది, దీని అర్ధ-జీవిత కాలం 100.5 రోజులు. ఇతర ఐసోటోపులు చాలా తక్కువ కాలం జీవిస్తాయి: 253Fm యొక్క అర్ధ-జీవిత కాలం 3 రోజులు, 252Fm 25.4 గంటలు, 255Fm 20.1 గంటలు, 251Fm 5.3 గంటలు, 254Fm 3.2 గంటలు, మరియు 256Fm 2.67 గంటలు. మిగిలిన అన్నింటి అర్ధ-జీవిత కాలాలు 30 నిమిషాల నుండి ఒక మిల్లీసెకను కంటే తక్కువ వరకు ఉంటాయి.

ఫెర్మియం-257 యొక్క న్యూట్రాన్ క్యాప్చర్ ఉత్పత్తి, 258Fm, కేవలం 370(14) మైక్రోసెకన్ల అర్ధ-జీవిత కాలంతో స్వయంప్రేరిత విచ్ఛిత్తికి లోనవుతుంది; 259Fm మరియు 260Fm కూడా స్వయంప్రేరిత విచ్ఛిత్తికి లోనవుతాయి (t1/2 = 1.5(3) సెకన్లు మరియు 4 మిల్లీసెకన్లు).ref దీని అర్థం న్యూట్రాన్ క్యాప్చర్ 257 కంటే ఎక్కువ ద్రవ్యరాశి సంఖ్య కలిగిన న్యూక్లైడ్లను సృష్టించదు, అణు పేలుడు (లేదా ఖగోళ r-ప్రక్రియ) వంటి అత్యంత అధిక ఫ్లక్స్‌లో జరిగితే తప్ప, ఎందుకంటే అందుబాటులో ఉన్న ఏ ఫెర్మియం ఐసోటోపులు తదుపరి మూలకం, మెండెలీవియంకు బీటా మైనస్ క్షయం చెందవు.[1] భారీ ఐసోటోపులను ఏర్పరచడంలో ఈ ఆటంకం కారణంగా, ఈ స్వల్పకాలిక ఐసోటోపులు 258–260Fm "ఫెర్మియం గ్యాప్"ను ఏర్పరుస్తాయి.[11]

అణు పేలుడు సంశ్లేషణ కోసం ఉద్దేశపూర్వక ప్రయత్నాలు,[12] అయితే, భారీ కేంద్రకాలను సృష్టించడంలో విఫలమయ్యాయి, ఫలితంగా వాటిని కొనసాగించడం విలువైనది కాదని భావించారు.

ఉనికి

ఉత్పత్తి

ఫెర్మియం అణు రియాక్టర్‌లో తేలికపాటి ఆక్టినైడ్లపై న్యూట్రాన్ల బాంబు దాడి ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. ఫెర్మియం-257 అనేది న్యూట్రాన్ క్యాప్చర్ ద్వారా లభించే అత్యంత భారీ ఐసోటోప్, మరియు ఇది కేవలం పికోగ్రామ్ పరిమాణంలో మాత్రమే ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది.[note 2][13] ప్రధాన వనరు USAలోని టెన్నెసీలో ఉన్న ఓక్ రిడ్జ్ నేషనల్ లాబొరేటరీలోని 85 MW హై ఫ్లక్స్ ఐసోటోప్ రియాక్టర్ (HFIR), ఇది ట్రాన్స్‌క్యురియం (Z > 96) మూలకాల ఉత్పత్తికి అంకితం చేయబడింది.[14] తక్కువ ద్రవ్యరాశి కలిగిన ఫెర్మియం ఐసోటోపులు ఎక్కువ పరిమాణంలో అందుబాటులో ఉన్నాయి, అయితే ఈ ఐసోటోపులు (254Fm మరియు 255Fm) తక్కువ కాలం జీవిస్తాయి. ఓక్ రిడ్జ్‌లో ఒక "సాధారణ ప్రాసెసింగ్ ప్రచారంలో", పదుల గ్రాముల క్యూరియంను వికిరణం చేసి డెసిగ్రామ్ పరిమాణంలో కాలిఫోర్నియం, మిల్లీగ్రామ్ పరిమాణంలో బెర్కెలియం మరియు ఐన్‌స్టీనియం, మరియు పికోగ్రామ్ పరిమాణంలో ఫెర్మియం ఉత్పత్తి చేస్తారు.[15] అయితే, నానోగ్రామ్[16] పరిమాణంలో ఫెర్మియంను నిర్దిష్ట ప్రయోగాల కోసం సిద్ధం చేయవచ్చు. 20–200 కిలోటన్ల థర్మోన్యూక్లియర్ పేలుళ్లలో ఉత్పత్తి చేయబడిన ఫెర్మియం పరిమాణం మిల్లీగ్రాముల స్థాయిలో ఉంటుందని నమ్ముతారు, అయితే ఇది భారీ మొత్తంలో శిథిలాలతో కలిసి ఉంటుంది; "హచ్" పరీక్ష (16 జూలై 1969) నుండి 10 కిలోగ్రాముల శిథిలాల నుండి 4.0 పికోగ్రాముల 257Fm సేకరించబడింది.[17] హచ్ ప్రయోగం మొత్తం 250 మైక్రోగ్రాముల 257Fmను ఉత్పత్తి చేసింది.

ఉత్పత్తి తర్వాత, ఫెర్మియంను ఇతర ఆక్టినైడ్ల నుండి మరియు లాంతనైడ్ విచ్ఛిత్తి ఉత్పత్తుల నుండి వేరు చేయాలి. ఇది సాధారణంగా అయాన్-ఎక్స్ఛేంజ్ క్రోమాటోగ్రఫీ ద్వారా సాధించబడుతుంది, ఇందులో డౌఎక్స్ 50 లేదా TEVA వంటి కాటయాన్ ఎక్స్ఛేంజర్‌ను అమ్మోనియం α-హైడ్రాక్సీ ఐసోబ్యూటరేట్ ద్రావణంతో ఎల్యూట్ చేస్తారు.[1][18] చిన్న కాటయాన్లు α-హైడ్రాక్సీ ఐసోబ్యూటరేట్ అయాన్‌తో మరింత స్థిరమైన కాంప్లెక్సులను ఏర్పరుస్తాయి, కాబట్టి అవి కాలమ్ నుండి ప్రాధాన్యతతో ఎల్యూట్ చేయబడతాయి.[1] వేగవంతమైన ఫ్రాక్షనల్ క్రిస్టలైజేషన్ పద్ధతి కూడా వివరించబడింది.[1][19]

ఫెర్మియం యొక్క అత్యంత స్థిరమైన ఐసోటోప్ 257Fm అయినప్పటికీ, 100.5 రోజుల అర్ధ-జీవిత కాలంతో, చాలా అధ్యయనాలు 255Fm (t1/2 = 20.07(7) గంటలు) పై నిర్వహించబడతాయి, ఎందుకంటే ఈ ఐసోటోప్‌ను 255Es (t1/2 = 39.8(12) రోజులు) యొక్క క్షయ ఉత్పత్తిగా అవసరమైనప్పుడు సులభంగా వేరు చేయవచ్చు.[1]

అణు పేలుళ్లలో సంశ్లేషణ

10-మెగాటన్ ఐవీ మైక్ అణు పరీక్షలో శిథిలాల విశ్లేషణ దీర్ఘకాలిక ప్రాజెక్టులో భాగంగా ఉంది, దీని లక్ష్యాలలో ఒకటి అధిక-శక్తి అణు పేలుళ్లలో ట్రాన్స్‌యురేనియం మూలకాల ఉత్పత్తి సామర్థ్యాన్ని అధ్యయనం చేయడం. ఈ ప్రయోగాలకు ప్రేరణ ఈ క్రింది విధంగా ఉంది: యురేనియం నుండి అటువంటి మూలకాల సంశ్లేషణకు బహుళ న్యూట్రాన్ క్యాప్చర్ అవసరం. అటువంటి సంఘటనల సంభావ్యత న్యూట్రాన్ ఫ్లక్స్‌తో పెరుగుతుంది, మరియు అణు పేలుళ్లు అత్యంత శక్తివంతమైన న్యూట్రాన్ వనరులు, ఇవి మైక్రోసెకనులో 1023 న్యూట్రాన్లు/సెం.మీ2 సాంద్రతలను అందిస్తాయి, అంటే సుమారు 1029 న్యూట్రాన్లు/(సెం.మీ2·సెకను). పోలిక కోసం, HFIR రియాక్టర్ ఫ్లక్స్ 515 న్యూట్రాన్లు/(సెం.మీ2·సెకను). శిథిలాల ప్రాథమిక విశ్లేషణ కోసం ఎనెవెటాక్ అటోల్ వద్దే ఒక ప్రత్యేక ప్రయోగశాల ఏర్పాటు చేయబడింది, ఎందుకంటే శిథిలాల నమూనాలు U.S.కు చేరుకునే సమయానికి కొన్ని ఐసోటోపులు క్షీణించి ఉండవచ్చు. పరీక్షల తర్వాత అటోల్ పై ఎగిరిన పేపర్ ఫిల్టర్లతో కూడిన విమానాల నుండి వీలైనంత త్వరగా విశ్లేషణ కోసం ప్రయోగశాల నమూనాలను అందుకుంటోంది. ఫెర్మియం కంటే భారీగా ఉండే కొత్త రసాయన మూలకాలను కనుగొనాలని ఆశించినప్పటికీ, 1954 మరియు 1956 మధ్య అటోల్ వద్ద నిర్వహించిన మెగాటన్ పేలుళ్ల శ్రేణి తర్వాత అవి కనుగొనబడలేదు.[20]

[21] వాతావరణ ఫలితాలు 1960లలో నెవాడా టెస్ట్ సైట్ వద్ద సేకరించిన భూగర్భ పరీక్ష డేటాతో భర్తీ చేయబడ్డాయి, ఎందుకంటే పరిమిత ప్రదేశంలో నిర్వహించిన శక్తివంతమైన పేలుళ్లు మెరుగైన దిగుబడులు మరియు భారీ ఐసోటోపులకు దారితీయవచ్చని ఆశించబడింది. సాంప్రదాయ యురేనియం ఛార్జీలతో పాటు, అమెరిసియం మరియు థోరియంతో యురేనియం కలయికలు, అలాగే మిశ్రమ ప్లూటోనియం-నెప్ట్యూనియం ఛార్జీలను ప్రయత్నించారు. దిగుబడి (పదార్థం) పరంగా అవి తక్కువ విజయవంతమయ్యాయి, ఇది భారీ-మూలక ఛార్జీలలో పెరిగిన విచ్ఛిత్తి రేట్ల కారణంగా భారీ ఐసోటోపుల బలమైన నష్టాలకు కారణమని చెప్పబడింది. ఉత్పత్తులను వేరు చేయడం చాలా సమస్యాత్మకంగా మారింది, ఎందుకంటే పేలుళ్లు 300–600 మీటర్ల గొప్ప లోతులో శిలలను కరిగించడం మరియు ఆవిరి చేయడం ద్వారా శిథిలాలను విస్తరించాయి, మరియు ఉత్పత్తులను సేకరించడానికి అటువంటి లోతుకు డ్రిల్లింగ్ చేయడం సేకరించిన పరిమాణాల పరంగా నెమ్మదిగా మరియు అసమర్థంగా ఉంది.[20][21]

1962 మరియు 1969 మధ్య నిర్వహించిన తొమ్మిది భూగర్భ పరీక్షలలో, అనకోస్టా (5.2 కిలోటన్లు, 1962), కెన్నెబెక్ (<5 కిలోటన్లు, 1963), పార్ (38 కిలోటన్లు, 1964), బార్బెల్ (<20 కిలోటన్లు, 1964), ట్వీడ్ (<20 కిలోటన్లు, 1965), సైక్లామెన్ (13 కిలోటన్లు, 1966), కంకాకీ (20–200 కిలోటన్లు, 1966), వల్కాన్ (25 కిలోటన్లు, 1966) మరియు హచ్ (20–200 కిలోటన్లు, 1969),[22] చివరిది అత్యంత శక్తివంతమైనది మరియు ట్రాన్స్‌యురేనియం మూలకాల యొక్క అత్యధిక దిగుబడిని కలిగి ఉంది. పరమాణు ద్రవ్యరాశి సంఖ్యపై ఆధారపడి, దిగుబడి రంపపు పంటి ప్రవర్తనను చూపింది, బేసి ఐసోటోపులకు తక్కువ విలువలు ఉన్నాయి, వాటి అధిక విచ్ఛిత్తి రేట్ల కారణంగా.[21] మొత్తం ప్రతిపాదన యొక్క ప్రధాన ఆచరణాత్మక సమస్య, అయితే, శక్తివంతమైన పేలుడు ద్వారా చెల్లాచెదురైన రేడియోధార్మిక శిథిలాలను సేకరించడం. ఎయిర్‌క్రాఫ్ట్ ఫిల్టర్లు మొత్తం మొత్తంలో సుమారు 4-14 మాత్రమే గ్రహించాయి మరియు ఎనెవెటాక్ అటోల్ వద్ద టన్నుల కొద్దీ పగడాలను సేకరించడం ఈ భిన్నాన్ని కేవలం రెండు ఆర్డర్ల పరిమాణంతో మాత్రమే పెంచింది. హచ్ పేలుడు జరిగిన 60 రోజుల తర్వాత సుమారు 500 కిలోగ్రాముల భూగర్భ శిలలను వెలికితీస్తే మొత్తం ఛార్జీలో సుమారు 10−7 మాత్రమే లభించింది. ఈ 500-కిలోల బ్యాచ్‌లో ట్రాన్స్‌యురేనియం మూలకాల మొత్తం పరీక్ష జరిగిన 7 రోజుల తర్వాత సేకరించిన 0.4 కిలోల శిలలో కంటే 30 రెట్లు మాత్రమే ఎక్కువ. ఈ పరిశీలన సేకరించిన రేడియోధార్మిక శిలల పరిమాణంపై ట్రాన్స్‌యురేనియం మూలకాల దిగుబడి యొక్క అత్యంత నాన్-లీనియర్ ఆధారపడటాన్ని ప్రదర్శించింది.[23] పేలుడు తర్వాత నమూనా సేకరణను వేగవంతం చేయడానికి, పరీక్ష తర్వాత కాకుండా పరీక్షకు ముందే సైట్ వద్ద షాఫ్ట్‌లు డ్రిల్ చేయబడ్డాయి, తద్వారా పేలుడు ఎపిసెంటర్ నుండి రేడియోధార్మిక పదార్థాన్ని షాఫ్ట్‌ల ద్వారా ఉపరితలం దగ్గర ఉన్న సేకరణ పరిమాణాలకు పంపుతుంది. ఈ పద్ధతిని అనకోస్టా మరియు కెన్నెబెక్ పరీక్షలలో ప్రయత్నించారు మరియు తక్షణమే వందల కిలోగ్రాముల పదార్థాన్ని అందించారు, కానీ పరీక్ష తర్వాత డ్రిల్లింగ్ ద్వారా పొందిన నమూనాల కంటే 3 రెట్లు తక్కువ ఆక్టినైడ్ సాంద్రతలతో; అటువంటి పద్ధతి స్వల్పకాలిక ఐసోటోపుల శాస్త్రీయ అధ్యయనాలలో సమర్థవంతంగా ఉండవచ్చు, ఇది ఉత్పత్తి చేయబడిన ఆక్టినైడ్ల మొత్తం సేకరణ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచలేకపోయింది.[24]

అణు పరీక్ష శిథిలాలలో కొత్త మూలకాలు (ఐన్‌స్టీనియం మరియు ఫెర్మియం తప్ప) ఏవీ గుర్తించబడనప్పటికీ, మరియు ట్రాన్స్‌యురేనియం మూలకాల మొత్తం దిగుబడి నిరాశాజనకంగా తక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, ఈ పరీక్షలు ప్రయోగశాలలలో గతంలో అందుబాటులో ఉన్న దానికంటే గణనీయంగా ఎక్కువ అరుదైన భారీ ఐసోటోపులను అందించాయి. ఉదాహరణకు, హచ్ పేలుడు తర్వాత 69 పరమాణువుల 257Fmను సేకరించవచ్చు. వాటిని 257Fm యొక్క థర్మల్-న్యూట్రాన్ ప్రేరిత విచ్ఛిత్తి అధ్యయనాలలో మరియు కొత్త ఫెర్మియం ఐసోటోప్ 258Fm ఆవిష్కరణలో ఉపయోగించారు. అలాగే, అరుదైన ఐసోటోప్ 250Cm పెద్ద పరిమాణంలో సంశ్లేషణ చేయబడింది, ఇది అణు రియాక్టర్లలో దాని పూర్వీకుడు 249Cm నుండి ఉత్పత్తి చేయడం చాలా కష్టం; 249Cm యొక్క అర్ధ-జీవిత కాలం (64 నిమిషాలు) నెలల తరబడి రియాక్టర్ వికిరణాలకు చాలా తక్కువ, కానీ పేలుడు కాలక్రమంపై చాలా "ఎక్కువ".[25]

సహజ ఉనికి

ఫెర్మియం యొక్క అన్ని తెలిసిన ఐసోటోపుల యొక్క స్వల్ప అర్ధ-జీవిత కాలం కారణంగా, ఏదైనా ప్రిమోర్డియల్ ఫెర్మియం, అంటే భూమి ఏర్పడినప్పుడు ఉన్న ఫెర్మియం, ఇప్పుడు క్షీణించింది. భూమి యొక్క క్రస్ట్‌లో సహజంగా లభించే యురేనియం మరియు థోరియం నుండి ఫెర్మియం సంశ్లేషణకు బహుళ న్యూట్రాన్ క్యాప్చర్లు అవసరం, ఇది చాలా అసంభవం. అందువల్ల, చాలా ఫెర్మియం భూమిపై ప్రయోగశాలలలో, అధిక-శక్తి అణు రియాక్టర్లలో లేదా అణు పరీక్షలలో ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది మరియు ఆ తర్వాత కొన్ని నెలల పాటు మాత్రమే ఉంటుంది.

ఫెర్మియం వరకు ఉన్న ట్రాన్స్‌యురేనిక్ మూలకాలు ఒక్లోలోని సహజ అణు విచ్ఛిత్తి రియాక్టర్‌లో ఉండి ఉండాలి, కానీ అప్పుడు ఉత్పత్తి చేయబడిన ఏ పరిమాణాలైనా చాలా కాలం క్రితమే క్షీణించి ఉంటాయి.[26]

రసాయన శాస్త్రం

[27]

ఫెర్మియం యొక్క రసాయన శాస్త్రం ట్రేసర్ పద్ధతులను ఉపయోగించి ద్రావణంలో మాత్రమే అధ్యయనం చేయబడింది, మరియు ఎటువంటి ఘన సమ్మేళనాలు తయారు చేయబడలేదు. సాధారణ పరిస్థితులలో, ఫెర్మియం ద్రావణంలో Fm(3+) అయాన్‌గా ఉంటుంది, ఇది 16.9 హైడ్రేషన్ సంఖ్యను మరియు 1.6−4 (pKa = 3.8) యొక్క ఆమ్ల విచ్ఛిత్తి స్థిరాంకాన్ని కలిగి ఉంటుంది.[28][29] Fm3+ ఆక్సిజన్ వంటి హార్డ్ డోనర్ అణువులతో అనేక రకాల సేంద్రీయ లిగాండ్‌లతో కాంప్లెక్సులను ఏర్పరుస్తుంది, మరియు ఈ కాంప్లెక్సులు సాధారణంగా మునుపటి ఆక్టినైడ్ల కంటే ఎక్కువ స్థిరంగా ఉంటాయి.[1] ఇది క్లోరైడ్ లేదా నైట్రేట్ వంటి లిగాండ్‌లతో యానియోనిక్ కాంప్లెక్సులను కూడా ఏర్పరుస్తుంది మరియు మళ్ళీ, ఈ కాంప్లెక్సులు ఐన్‌స్టీనియం లేదా కాలిఫోర్నియం ద్వారా ఏర్పడిన వాటి కంటే ఎక్కువ స్థిరంగా కనిపిస్తాయి.[30] తరువాతి ఆక్టినైడ్ల కాంప్లెక్సులలో బంధం ఎక్కువగా అయానిక్ స్వభావం కలిగి ఉంటుందని నమ్ముతారు: Fm3+ అయాన్ ఫెర్మియం యొక్క అధిక ప్రభావవంతమైన పరమాణు ఛార్జ్ కారణంగా మునుపటి An3+ అయాన్ల కంటే చిన్నదిగా ఉంటుందని ఆశించబడుతుంది, అందువల్ల ఫెర్మియం తక్కువ మరియు బలమైన మెటల్-లిగాండ్ బంధాలను ఏర్పరుస్తుందని ఆశించవచ్చు.[1]

ఫెర్మియం(III)ను ఫెర్మియం(II)గా చాలా సులభంగా క్షయకరణం (reduce) చేయవచ్చు,[31] ఉదాహరణకు సమేరియం(II) క్లోరైడ్ ఉపయోగించి, దీనితో ఫెర్మియం(II) సహ-అవక్షేపణం (coprecipitates) చెందుతుంది.[32][33] ఈ అవక్షేపంలో, ఫెర్మియం(II) క్లోరైడ్ (FmCl2) సమ్మేళనం ఉత్పత్తి చేయబడింది, అయినప్పటికీ దీనిని వేరుచేసి శుద్ధి చేయడం లేదా అధ్యయనం చేయడం జరగలేదు.[34] దీని ఎలక్ట్రోడ్ పొటెన్షియల్ విలువ ఇటర్బియం(III)/(II) జంటకు సమానంగా ఉంటుందని అంచనా వేయబడింది, అంటే ప్రామాణిక హైడ్రోజన్ ఎలక్ట్రోడ్ పరంగా సుమారు −1.15 V ఉంటుంది,[35] ఈ విలువ సైద్ధాంతిక గణనలతో ఏకీభవిస్తుంది.[36] Fm2+/Fm0 జంట యొక్క ఎలక్ట్రోడ్ పొటెన్షియల్, పోలరోగ్రాఫిక్ కొలతల ఆధారంగా −2.37(10) V గా ఉంది.[37]

ఫెర్మియం మిశ్రమ లోహాల పరీక్ష ద్వారా కొలవబడిన సబ్లిమేషన్ ఎంథాల్పీ, సెకండ్ లా విలువల నుండి 33.8±3 kcal/mol (141.4±12.6 kJ/mol) గా మరియు థర్డ్ లా విలువల నుండి 34.8 kcal/mol (145.6 kJ/mol) గా లెక్కించబడింది, ఇవి రెండూ 298 K వద్ద ఉన్నాయి.[27] దీని ద్వారా, ఫెర్మియంను ద్విసంయోజక (divalent) లోహంగా పరిగణిస్తారు.

విషపూరితం (Toxicity)

ఫెర్మియంతో తక్కువ మంది మాత్రమే సంబంధం కలిగి ఉన్నప్పటికీ, ఇంటర్నేషనల్ కమిషన్ ఆన్ రేడియోలాజికల్ ప్రొటెక్షన్ అత్యంత స్థిరమైన రెండు ఐసోటోపులకు వార్షిక ఎక్స్పోజర్ పరిమితులను నిర్ణయించింది. ఫెర్మియం-253 కోసం, తీసుకోవలసిన పరిమితి 107 బెక్వెరెల్లు (1 Bq అంటే సెకనుకు ఒక క్షయం), మరియు పీల్చుకునే పరిమితి 105 Bq; ఫెర్మియం-257 కోసం, వరుసగా 105 Bq మరియు 4,000 Bq గా నిర్ణయించబడ్డాయి.[38]

గమనికలు మరియు సూచనలు

గమనికలు

  1. ↑ 260Fm ఆవిష్కరణ NUBASE ద్వారా నిర్ధారించబడలేదు.
  2. ↑ Z > 100 మూలకాల యొక్క అన్ని ఐసోటోపులు కేవలం చార్జ్డ్ పార్టికల్స్‌తో యాక్సిలరేటర్-ఆధారిత అణు ప్రతిచర్యల ద్వారా మాత్రమే ఉత్పత్తి చేయబడతాయి మరియు ట్రేసర్ పరిమాణాలలో మాత్రమే పొందవచ్చు (ఉదా. Md (Z = 101) కోసం గంటకు 1 మిలియన్ పరమాణువులు (Silva 2006 చూడండి).

సూచనలు

  1. ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 Silva, Robert J.. (2006). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements. 3 1621–1651. Springer. ISBN 978-1-4020-3555-5. doi:10.1007/1-4020-3598-5_13.
  2. ↑ 2.0 2.1 Einsteinium.
  3. ↑ 3.0 3.1 Fermium – National Research Council Canada ఆర్కైవ్ చేసిన కాపీ. Retrieved 2 December 2007
  4. ↑ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 Ghiorso, Albert. (2003). Einsteinium and Fermium. Chemical and Engineering News. 81 (36) 174–175. doi:10.1021/cen-v081n036.p174.
  5. ↑ 5.0 5.1 (1955). New Elements Einsteinium and Fermium, Atomic Numbers 99 and 100. Phys. Rev.. 99 (3) 1048–1049. doi:10.1103/PhysRev.99.1048.
  6. ↑ Fields, P. R.; Studier, M. H.; Diamond, H.; Mech, J. F.; Inghram, M. G. Pyle, G. L.; Stevens, C. M.; Fried, S.; Manning, W. M. (Argonne National Laboratory, Lemont, Illinois); Ghiorso, A.; Thompson, S. G.; Higgins, G. H.; Seaborg, G. T. (University of California, Berkeley, California): "Transplutonium Elements in Thermonuclear Test Debris", in: (1956). "Transplutonium Elements in Thermonuclear Test Debris". Physical Review. 102 (1) 180. doi:10.1103/PhysRev.102.180.
  7. ↑ (1954). Transcurium Isotopes Produced in the Neutron Irradiation of Plutonium. Physical Review. 93 (4) 908. doi:10.1103/PhysRev.93.908.
  8. ↑ (1954). "Nuclear Properties of Some Isotopes of Californium, Elements 99 and 100". Physical Review. 94 (4) 1080–1081. doi:10.1103/PhysRev.94.1080.
  9. ↑ (1954). "Element 100 Produced by Means of Cyclotron-Accelerated Oxygen Ions". Physical Review. 95 (2) 585–586. doi:10.1103/PhysRev.95.585.2.
  10. ↑ (2000). "The Transuranium People: The Inside Story". 187–189. World Scientific. ISBN 978-1-78-326244-1.
  11. ↑ (2013). Future of superheavy element research: Which nuclei could be synthesized within the next few years?. Journal of Physics. 420 (12001) 11. doi:10.1088/1742-6596/420/1/012001.
  12. ↑ Becker, Stephen Allan. (January 28, 2016). Approximating the r-Process on Earth with Thermonuclear Explosions: Lessons Learned and Unanswered Questions.
  13. ↑ (2000). "Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry". ISBN 978-3-527-30673-2. doi:10.1002/14356007.a22_499.
  14. ↑ High Flux Isotope Reactor. Oak Ridge National Laboratory.
  15. ↑ (1997). Fermium Purification Using Teva Resin Extraction Chromatography. Sep. Sci. Technol.. 32 (1–4) 83–92. doi:10.1080/01496399708003188.
  16. ↑ (2003). "First Observation of Atomic Levels for the Element Fermium (Z=100)". Phys. Rev. Lett.. 90 (16). doi:10.1103/PhysRevLett.90.163002.
  17. ↑ (1970). "Engineering with Nuclear Explosives". 2 1283–1294.
  18. ↑ (1956). A new eluant for the separation of the actinide elements. J. Inorg. Nucl. Chem.. 2 (1) 66–68. doi:10.1016/0022-1902(56)80105-X.
  19. ↑ (1983). "High-speed method for the separation of fermium from actinides and lanthanides". Radiokhimiya. 25 (2) 158–161.
  20. ↑ 20.0 20.1 Seaborg, p. 39
  21. ↑ 21.0 21.1 21.2 Seaborg, p. 40
  22. ↑ United States Nuclear Tests July 1945 through September 1992 ఆర్కైవ్ చేసిన కాపీ, DOE/NV--209-REV 15, December 2000
  23. ↑ Seaborg, p. 43
  24. ↑ Seaborg, p. 44
  25. ↑ Seaborg, p. 47
  26. ↑ Emsley, John. (2011). "Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements". Oxford University Press. ISBN 978-0-19-960563-7.
  27. ↑ 27.0 27.1 (1989). The enthalpy of sublimation and thermodynamic functions of fermium. The Journal of Chemical Physics. 91 (11) 7085–7096. doi:10.1063/1.457326.
  28. ↑ (1981). "Electromigration Method in Tracer Studies of Complex Chemistry. II. Hydrated Radii and Hydration Numbers of Trivalent Actinides". Acta Chemica Scandinavica A. 35 653–661. doi:10.3891/acta.chem.scand.35a-0653.
  29. ↑ (1972). Radiochem. Radioanal. Lett.. 10 231–238.
  30. ↑ (1954). Chemical Properties of Elements 99 and 100. J. Am. Chem. Soc.. 76 (24) 6229–6236. doi:10.1021/ja01653a004.
  31. ↑ Malý, Jaromír. (1967). "The amalgamation behaviour of heavy elements 1. Observation of anomalous preference in formation of amalgams of californium, einsteinium, and fermium". Inorg. Nucl. Chem. Lett.. 3 (9) 373–381. doi:10.1016/0020-1650(67)80046-1.
  32. ↑ (1972). "Reduction of fermium to divalent state in chloride aqueous ethanolic solutions". Inorg. Nucl. Chem. Lett.. 8 (11) 929–936. doi:10.1016/0020-1650(72)80202-2.
  33. ↑ (1979). "Non-observance of monovalent Md". J. Inorg. Nucl. Chem.. 41 (12) 1743–1747. doi:10.1016/0022-1902(79)80116-5.
  34. ↑ (1992). "Dictionary of Inorganic Compounds". 3 2873. Chapman & Hall. ISBN 0-412-30120-2.
  35. ↑ (1977). "Determination of oxidation potential of the pair Fm2+/Fm3+". Inorg. Nucl. Chem. Lett.. 13 (12) 651–656. doi:10.1016/0020-1650(77)80074-3.
  36. ↑ Nugent, L. J.. (1975). MTP Int. Rev. Sci.: Inorg. Chem.. 7 195–219.
  37. ↑ (1979). "Electrochemical study of mendelevium in aqueous solution: No evidence for monovalent ions". J. Inorg. Nucl. Chem.. 41 (12) 1749–1754. doi:10.1016/0022-1902(79)80117-7.
  38. ↑ (2000). "Transuranium Elements, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry". Wiley. ISBN 978-3-527-30673-2. doi:10.1002/14356007.a27_167.

మరింత సమాచారం కోసం

బాహ్య లింకులు

fermium

మూలం: ఇంగ్లీష్ వికీపీడియాలోని “Fermium” వ్యాసానికి అనువాదం. మూల వ్యాసం: https://en.wikipedia.org/wiki/Fermium ఈ అనువాదం స్వయంచాలకంగా రూపొందించబడింది.

Retrieved from "https://ltrc.sciwiki.in/index.php?title=ఫెర్మియం&oldid=1000"