Самарий

Самарий (Sm) – химический элемент, атомный номер которого 62. Принадлежит группе лантаноидов. Белый, твердый металл.

Свойства элемента

Самарий постепенно окисляется в воздушной среде. Сначала он покрывается пленкой оксида темного оттенка. После этого элемент рассыпается в порошок желтого цвета. Элементу присуще: растворение в кислотах, сгорание на воздухе, реакция со всеми галогенами. В результате взаимодействия с серной кислотой получаются кристаллы сульфата самария, а с соляной кислотой – кристаллы хлорида самария. Цвет у них, как правило, светло-желтый.

Изотопы самария

Природный самарий состоит из четырёх стабильных изотопов ¹⁴⁴Sm (изотопная распространённость 3,07 %), ¹⁵⁰Sm (7,38 %), ¹⁵²Sm (26,75 %), ¹⁵⁴Sm (22,75 %) и трёх слаборадиоактивных изотопов ¹⁴⁷Sm (14,99 %, период полураспада — 106 миллиардов лет), ¹⁴⁸Sm (11,24 %; 7⋅10¹⁵ лет), ¹⁴⁹Sm (13,82 %; > 2⋅10¹⁵ лет, в некоторых источниках указывается как стабильный). Состав самария, полученного в естественных условиях:

• 4 стабильных изотопа;
• 3 слабо-радиоактивных изотопа с периодом полураспада 106 млрд лет.

Также изотопы химического элемента синтезируют искусственно. Среди них выделяются два наиболее продолжительных периодов полураспада:

1. 103 млн лет.
2. 90 лет.

Области использования

Самарий достаточно широко используется в различных сферах. Разберем каждую подробно.

Магниты

Практически незаменим при изготовлении постоянных магнитов повышенной мощности. Для этого самарий смешивается с кобальтом и некоторыми другими элементами. Несмотря на то, что в последнее время все большую популярность набирают магниты на основе неодима, самарий-кобальтовые изделия остаются высоко востребованными.

Термоэлектрические материалы

Моносульфид самария обладает эффектом генерации термо ЭДС с показателем КПД 50%. При нагреве вещества до 130 °C, КПД выработки электрической энергии повышается до 85%. Этот эффект очень важен на фоне ограниченного количества топлива органического происхождения. Современные специалисты работают над внедрением этого эффекта в движущие узлы машин.

Также элемент подходит для разработки атомных реакторов, способных преобразовать тепло и излучение в электрическую энергию. Это обусловлено повышенной устойчивостью вещества к радиационному воздействию, что делает моносульфид самария главным элементом в энергетической отрасли, атомной промышленности, авиации и космонавтике.

Тензочувствительные материалы

Для выполнения замеров механических напряжений в разнообразных конструкциях применяются тензочувствительные датчики. Лучшим материалом для их производства является именно моносульфид самария.

Ядерная энергетика

В этой сфере химический элемент применяется в управлении атомными реакторами. Это обусловлено большим сечением захвата и способностью не выгорать в реакторе самария.

Также элемент используется и в атомной промышленности. Для эмалей и стекол применяется окись самария. Для регулирующих стержней – гексаборид, карбид и борат самария.

Гигантский магнитокалорический эффект

Этот эффект позволят использовать манганат самария в сочетании со строением в конструировании магнитных холодильников.

Стекольная промышленность

Для изготовления специализированных люминесцирующих, а также способных поглощать инфракрасное излучение стекол используется оксид самария.

Огнеупорные материалы

Оксид самария плавится при температуре 2270 °C. Обладает высоким сопротивлением к открытому огню и расплавам активных металлов. Эти свойства позволяют успешно использовать вещество в качестве огнеупорного материала.

Остальные области использования

• лазерное излучение как в жидких, так и твердых веществах;
• активация люминофоров в индустрии современных телевизоров и мобильных телефонов;
• производство электродов стартеров тлеющего разряда;
• диэлектрик в кремниевом МДП-варикапа.