61
Pm/Promethium
Promethium is een niet stabiel, radioactief element uit de reeks van de zeldzame aarden. Het komt op aarde alleen ‘natuurlijk’ voor als verval product van europium- en uraniumisotopen. Volgens schattingen is er op enig moment maximaal 600 gram promethium aanwezig. Het isotoop promethium-147, gewonnen uit splijtstof voor kernreactoren, kan als nucleaire energiebron voor de ruimtevaart dienen. Vanwege de radioactiviteit van promethium vertonen zouten van het metaal luminescentie: ze ‘gloeien’ in het donker met een vaalblauwe of -groene kleur. Dat duurt niet heel lang: de halfwaardetijd is een schamele 2,6 jaar.
Symbool
Pm
Protonen/elektronen
Groep
Isotopen
145Pm, 147Pm
Periode
6
Elektronenconfiguratie
[Xe] 6s2 4f5
Blok
f
Elektronencofiguratie Bohr
2,8,18,23,8,2
Bij kamertemperatuur
vast
Elektronegativiteit
1,2 (Pauling)
Dichtheid
7260 kg m-3
Atoomstraal
183 10-12m
Smeltpunt
1068 oC (1341 K)
Relatieve atoommassa
145
Kookpunt
2730 oC (3003 K)
Soortelijke warmte
180 J kg-1K-1
Warmtegeleidingscoëfficiënt
17,9 W m-1K-1
Selecteer
Toepassingen
Naam & ontdekking
Voorkomen
Bereiding
Beeld en audio
Toepassingen
Toepassingen
Nucleaire batterij
Promethium-147 is de enige isotoop waarvan toepassingen mogelijk zijn. De instabiele promethiumkernen in deze isotoop kennen bètaverval. Daarbij verandert een neutron in de kern in een proton onder het uitzenden van een elektron (en een antineutrino).
Nucleaire batterijen gebruiken de hoogenergetische elektronen van de bèta-straling voor het leveren van stroom. Daarvoor wordt een kleine promethiumbron tussen twee halfgeleiders ge’sandwiched’. Zulke batterijen hebben een levensduur van ongeveer vijf jaar.
Het ook mogelijk de warmte van het bètaverval via het thermo-elektrisch effect in elektrische energie om te zetten, bijvoorbeeld met thermo-elementen van loodtelluride of kobaltsilicide. Dit levert een zeer lichte energiebron, geschikt voor gebruik in ruimtevaartuigen en satellieten. De levensduur van deze batterijen bedraagt ongeveer 10 jaar.
Diktemeter
De straling van promethium-147 is ook te gebruiken om de dikte van materialen te meten. De adsorptie van de straling is dan een maat voor de dikte van het materiaal. Dit wordt onder andere toegepast bij het meten van de dikte van de plastic coating op metalen.
Meer toepassingen
In verbindingen
- blauw/groen luminescerend materiaal, o.a. voor horloges en in ruimtevaart (mengsel van 147Pm2O met een fosfor, bijv. ZnS/Cu2+).
- Onderzoek naar beschadigingen aan vliegtuigwanden.
Naam & ontdekking
Naam
Het element promethium is vernoemd naar Prometheus, een titaan uit de Griekse mythologie. Hij stal het vuur uit de hemel om het de mensen tot nut te laten zijn. De naam, voorgesteld door Grace Mary Coryell (de vrouw van één van de ontdekkers), refereert aan de geweldige inspanningen die vereist waren om (verbindingen van) dit element te isoleren.
Ontdekking
Al in 1902 werd het bestaan van promethium voorspeld. Het duurde ruim veertig jaar voordat het werkelijk werd gevonden. In 1945 toonden de Amerikanen Jacob A. Marinsky, Lawrence E. Glendenin and Charles D. Coryell het aan in de splijtingsproducten van uranium uit een grafietreactor. Pas na de Tweede Wereldoorlog, in 1947, publiceerden ze hun resultaten. Ze scheidden het promethium van de andere reactieproducten met behulp van ionenwisseling en vloeistofchromatografie.
Voorkomen
Voorkomen
Promethium komt in de aardkorst in extreem kleine geringe hoeveelheden voor. Het is onder andere aanwezig in pekblende (uraniumerts) omdat het onderdeel uitmaakt van de vervalreeks van uranium. Volgens schattingen is er in alle aardse voorraden van uranium in totaal ongeveer 560 gram promethium aanwezig. Een andere ‘bron’ van promethium is europium, dat ‘verantwoordelijk’ is voor ongeveer 12 gram. Ook treft men het aan in apatiet, waarschijnlijk als product van de omzetting van neodymium door neutronen afkomstig van kosmische straling.
Promethium is eveneens aangetoond in het spectrum van ster HR 465 in de Andromeda-nevel.
Bereiding
Bereiding
Promethium is op de schaal van een kilogram te bereiden bij de opwerking van splijtstofstaven uit kernreactoren. Het wordt daarbij achtereenvolgens omgezet in oxide en chloride. Via reductie met calcium is het als vrij zuiver metaal te verkrijgen.
Beroep
Als chemisch technoloog blijf je je ontwikkelen
Studie
Ik voelde mij snel thuis in deze studie
Bedrijf | Beroep
Positief bijdragen aan het leven van mensen
Beroep
Een huid voor robots
Beroep
De wereld voeden met licht
Bedrijf | Stage
Tom loopt stage bij Teijin Aramid
Beroep
Voorsprong met een chemische achtergrond
Studie
We hebben hier een geweldig lab
Beroep
Vicky vond de bèta vakken leuk
Beroep
Kunnen we een implantaat 3D printen?
Beroep
Chemie is altijd mijn passie geweest
Studie
Praktijklessen vind ik leuk om te doen
Beroep
Levend materiaal op basis van de natuur
Studie
Goed persoonlijk contact met docenten
Beroep
Orgaanschade omkeren
Studie
Diploma (bijna) gehaald en nu!?
Beroep
Een duurzame coating
Beroep
Spioneren met je immuunsysteem
Studie
Chemie is meer dan alleen maar deeltjes
Studie
Werken aan nieuwe technieken voor windenergie
Beroep
Aanval door ons eigen immuunsysteem
Beroep
Waarom ik moleculen opsluit in een kooi?
Beroep
Een chemische gereedschapskist voor de toekomst
Studie
Het mooie aan deze studie zijn de grote labs
Beroep
Slim membranen maken; in water
Beroep
Op kleine schaal grote problemen oplossen
Studie
Bo koos voor Chemische Technologie
Beroep
Een stromend, staalhard materiaal
Beroep
Verliefd op moleculen
Studie
Medicijnen maken van rotte appels
Bedrijf | Beroep
Timo is chemisch technoloog en projectmanager
Studie
Jij en chemie? Dat geloof ik niet
Beroep
Opzoek naar de Ronaldo onder de nanodeeltjes
Beroep
Ik ben echt een spin in het web
Studie
Ik leer ook van dingen naast mijn studie
Beroep
Als chemisch technoloog is elke dag anders
Studie
Ik haalde vroeger zesjes voor scheikunde
Studie
Chemische Technologie studeren in Groningen
Studie
Je bent wel met serieus werk bezig
Studie
Je bent bij deze studie geen nummer!
Beroep
Van het laboratorium naar Pinkpop
Beroep
Katalysatoren tegen klimaatverandering
Studie
Hoe is dat eigenlijk, chemie studeren?
Beroep
Oersoep en afvalwater
Beroep
Als chemisch analist moet je kritisch zijn
