Элементы: замечательный сон профессора Менделеева

Такое название минералу дал немецкий минералог Генрих Розе, желая поблагодарить начальника штаба Корпуса горных инженеров с 1845 по 1861 генерал-лейтенанта Василия Евграфовича Самарского-Быховца, который в 1847 году предоставил ему образец минерала для анализа. Самарий в самарските был обнаружен в 1879 году Лекоком де Буабодраном. Металлический самарий впервые был получен только в начале XX века.

Самарий – редкоземельный металл с характерным серебристым блеском. На воздухе он окисляется, а при температуре выше 150 °C воспламеняется. К редкоземельным металлам принято относить скандий, иттрий и пятнадцать лантаноидов (от лантана до лютеция). Термин «редкоземельные» является простым отражением того факта, что эти элементы были выделены из относительно редких оксидных минералов («земель»). В настоящее время редкоземельные элементы приобретают все большую значимость в производстве электроники – компьютеров, смартфонов, фитнесс-трекеров и других устройств.

Самарий позволяет собрать важную информацию о геологической истории Земли. Известно одиннадцать изотопов самария, четыре из которых стабильны, а семь – радиоактивны, причем у трёх – ¹⁴⁷Sm, ¹⁴⁸Sm и ¹⁴⁹Sm исключительно продолжительный период полураспада. Наибольший интерес для геологии представляет ¹⁴⁷Sm, период полураспада которого составляет 106 миллиардов лет. Даже по геологическим меркам это огромный промежуток времени – возраст нашей Вселенной оценивается в 13.8 миллиардов лет, а геологический возраст Земли равен миллиардам. Чем так важен для геологии ¹⁴⁷Sm? При его распаде образуется неодим, который практически полностью повторяет химические свойства самария. Это, в свою очередь, приводит к тому, что образующийся неодим остается на месте распавшегося самария в кристаллической решетке породы, будь то порода осадочная или магматическая. Более распространённые цепочки распада (наиболее известная из которых – превращение урана в свинец) приводят к образованию элементов, существенно отличающихся от элемента, давшего начало радиоактивным превращениям, в результате чего в местах распада может происходить локальное разрушение кристаллической решётки и потеря минералом части продуктов распада, приводящая к ошибкам в датировке. Слежение за превращением самария в неодим лишено подобного недостатка.

С 1950-х годов самарий применяется в атомной энергетике. Вскоре после Второй мировой войны в США был разработан способ дробной кристаллизации, позволяющий выделить из руд редкоземельных элементов чистый неодим, побочным продуктом которого была смесь самария и гадолиния. Нуклид ¹⁴⁹Sm хорошо поглощает нейтроны, и отходы производства неодима стали использоваться как первые поглотители нейтронов в управляющих стержнях атомных реакторов. В наши дни самарий продолжает поглощать нейтроны в реакторных стержнях, но уже в виде так называемого самарий-европий-гадолиниевого концентрата.

Самарий работает и там, где нет радиации – из него делают электроды электродуговых ламп, освещающих съемочные павильоны кино– и телестудий, а также устойчивые к размагничиванию постоянные магниты (наиболее устойчив к размагничиванию полученный сравнительно недавно интерметаллид SmCo₅). Такие магниты применяются в динамиках колонок и наушников, а также в производстве электрических гитар. Оксид самария применяют для изготовления стёкол, поглощающих инфракрасное излучение и для легирования кристаллов фторида кальция, предназначенных для оптических лазеров. В последнее время высокотехнологичные сектора производства, требующие применять больше самария и других редкоземельных элементов, растут, что приводит к увеличению спроса на эти элементы и их цены. Заметим, что «китайское чудо» – значительное увеличение производства электронных устройств в Китайской народной республике связано в том числе и с тем, что на территории КНР расположены самые богатые запасы самария и других редкоземельных элементов на Земле.

63. Европий

Как это часто бывает для элементов, открытых в конце девятнадцатого, начале двадцатого века, приписать пальму первенства открытия европия кому-то одному довольно сложно.