フランシウム Fr

発見の歴史

メンデレーエフはセシウムの下にアルカリ金属があると予言し、エカセシウムと呼びました。1920〜1930年代には「バージニウム」や「モルダビウム」などの発見が主張されましたが、すべて誤りでした。

1939年、パリのキュリー研究所のマルグリット・ペレーはアクチニウム227を精製していて、アクチニウムの既知の崩壊では説明できない放射線を検出しました。彼女は、アクチニウム227のごく一部がアルファ崩壊して87番元素になることを示しました。ペレーはマリー・キュリーの助手として研究を始めた人物で、1962年には女性として初めてフランス科学アカデミーの会員(通信会員)に選ばれました。

名前の由来

ペレーは自分の国フランスにちなんでこの元素を名づけました。最初は「カチウム」を提案しましたが、陽イオン(cation)と混同されやすいと考えられたため、代わりにフランシウムが選ばれました。

主な用途

フランシウムは崩壊が速すぎ、ごく微量しかつくれないため、実用的な用途はありません。研究では重要な存在です。

• 基礎物理学: フランシウム原子は電子構造が単純で原子核が重いため、レーザーで捕らえたフランシウムを使って、弱い核力が原子に与える影響(原子のパリティ非保存)が測定されています。ニューヨーク州のストーニーブルック大学のグループなどは、磁気光学トラップに数十万個のフランシウム原子を集めてきました。
• 分光学: そのエネルギー準位の精密な測定は、原子理論の基準になります。

同位体

フランシウムの同位体はすべて放射性です。最も長寿命のフランシウム223は半減期が約22分で、ウラン235系列でアクチニウム227が崩壊するときにまれにできます。実験室では、金に酸素イオンを打ち込むなどの核反応によって、フランシウム210やフランシウム211などの同位体がつくられます。

身近なところで

フランシウムを手にする人は決していないでしょう。アルカリ金属の傾向からすれば水と激しく反応するはずですが、試せるだけの量が集められたことはありません。相対論的効果によって、フランシウムの測定されたイオン化エネルギーはセシウムよりわずかに高くなるため、実際に最も反応性の高い金属はフランシウムではなくセシウムだと考える化学者が多くいます。融点は測定されたことがなく、室温付近と推定されているだけです。