フェルミウム Fm

発見の歴史

1952年11月 のアイビー・マイク熱核実験のあと、アルバート・ギオルソらはまず残骸の中から99番元素を突き止めました。その約2か月後、彼らは高エネルギーのアルファ線を出し、半減期が約1日の別の新しい成分を分離しました。これほど短寿命の物質が残っているのは、より長寿命のアインスタイニウム同位体のベータ崩壊によって絶えず補充されている場合だけなので、それは100番元素のものに違いありませんでした。彼らはそれを半減期約20時間のフェルミウム255と特定しました。

アインスタイニウムと同じく、この結果も機密扱いとされ、1955年 になってようやく発表されました。その間に、ストックホルムのノーベル研究所のチームが、ウランに酸素イオンを当てて100番元素の同位体をつくったと独立に報告しています。

この発見は自然な疑問を呼びました。原子炉で中性子を加え続ければ、さらに重い元素に到達できるのだろうか。答えは「いいえ」でした。フェルミウム258は1ミリ秒よりはるかに短い時間で自発核分裂してしまうため、フェルミウムより重い元素はすべて、加速器で原子核どうしを衝突させてつくるしかなかったのです。

名前の由来

この元素は、最初の原子炉の建設を率いた エンリコ・フェルミ にちなんで名づけられました。元素記号は Fm です。名前はフェルミの存命中に選ばれましたが、公表されたのは1954年11月の彼の死後、機密が解除されてからでした。こうして99番と100番の元素には、20世紀物理学の2人の巨人の名前が並ぶことになりました。

主な用途

• 基礎研究: 中性子捕獲で到達できる最も重い元素として、フェルミウムは中性子捕獲の経路がどこで終わるのか、非常に重い原子核がなぜ自発核分裂で崩れるのかを調べるのに使われます。
• 原子核構造: フェルミウム同位体の核分裂のふるまいが質量数によって急激に変わることは、核分裂理論の厳しい試金石になっています。
• 一度の生産で得られる量はピコグラム単位なので、実用的な用途はありません。

同位体

フェルミウムには安定同位体がありません。最も長寿命なのは フェルミウム257 で、半減期は約100.5日です。最初に特定された フェルミウム255 の寿命は約20時間です。フェルミウム257がさらに中性子を1個捕らえると フェルミウム258 になりますが、これは約0.4ミリ秒で自発核分裂するため、中性子捕獲の経路はそれ以上先に進めません。この壁はしばしば「フェルミウム・ギャップ」と呼ばれます。

身近なところで

フェルミウムは自然界には存在せず、日常生活とは無関係です。これまでにつくられたフェルミウムをすべて合わせても肉眼では見えず、純粋な金属がつくられたこともありません。放射性なので理屈のうえでは体内に入れば有害ですが、実際に曝露する人はいません。