ローレンシウム Lr

発見の歴史

1961年2月、カリフォルニア大学バークレー校のアルバート・ギオルソ、トルビョルン・シッケランド、アルモン・ラーシュ、ロバート・ラティマーは、カリホルニウムの同位体の混合物にホウ素10とホウ素11のイオンを当てて103番元素をつくったと発表しました。彼らは半減期約8秒のアルファ線放出体を報告し、質量数を257としました。

この帰属はのちに不正確だとわかりました。1965年から1967年にかけて、ソ連のドゥブナのチームが別の反応で103番元素の同位体をつくり、より信頼できるデータを得ました。1992年、IUPACとIUPAPの合同作業部会は、バークレーとドゥブナの両方を共同発見者と認めました。

2015年、日本原子力研究開発機構の研究者たちは、わずか数個の原子を使ってローレンシウムの第一イオン化エネルギーを初めて測定しました。その値は相対論的効果を取り入れた計算とよく一致し、ローレンシウムの最外殻電子がより軽い仲間とは異なる軌道に入っているという予測を裏づけました。

名前の由来

この元素は、らせん状に粒子を加速する装置サイクロトロンを発明したアメリカの物理学者 アーネスト・ローレンス をたたえています。サイクロトロンは多くの人工元素の発見で中心的な役割を果たしました。最初に提案された元素記号はLwでしたが、IUPACは1963年に Lr に変更しました。

主な用途

• 基礎研究: ローレンシウムは一度に数個の原子しか存在せず、実験室の外での用途はありません。
• 周期表の形: どの元素が3族の下端に来るかは何十年も議論されてきました。スカンジウム、イットリウム、ルテチウム、ローレンシウムを3族に置く配置は、近年のIUPAC関連の議論や教科書で広く支持を集めており、ローレンシウムの電子構造の測定はこの議論に直接かかわっています。
• 相対論的化学: 重い原子では内側の電子が光の速さのかなりの割合で動き、軌道の形が変わります。ローレンシウムは、そうした効果を実験で捉えるための試験場です。

同位体

ローレンシウムには安定同位体がありません。最も長寿命の ローレンシウム266 は半減期が約11時間で、2014年に117番元素テネシンから始まる崩壊系列の終わりで特定されました。化学実験では、より多くつくれる ローレンシウム260(約2.7分)がふつう使われ、2015年のイオン化エネルギーの測定には ローレンシウム256 が使われました。

身近なところで

ローレンシウムは自然界には存在せず、日常生活とは無関係です。量れるほどの量がつくられたことはなく、純粋な金属がつくられたこともありません。放射性ではありますが、一度に数個の原子しか存在しないため、実際の曝露のリスクはありません。