بطاريات نووية
يمكن لتحلل النظائر المشعة من بروميثيوم أن يوفر حرارة أو قدرة كهربائية لفترات طويلة في أجهزة متخصصة.
بروميثيوم عنصر كيميائي عدده الذري 61 ورمزه Pm. يقع في الدورة 6، المجموعة — ضمن القطاع f. حالته المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب، وتوزيعه الإلكتروني [Xe] 4f5 6s2.
ينتمي بروميثيوم إلى اللانثانيدات، حيث يجري امتلاء تحت المستوى 4f تدريجياً. تكون حالة الأكسدة +3 شائعة، بينما تمنح إلكترونات f غير المزدوجة كثيراً من عناصر السلسلة خواص مغناطيسية وطيفية مميزة.
التوزيع الإلكتروني لـبروميثيوم هو [Xe] 4f5 6s2. إلكترونات 4f محجوبة نسبياً بالإلكترونات الخارجية، ولذلك تتشابه كيمياء اللانثانيدات المتجاورة، مع فروق دقيقة في نصف القطر والتوزيع الإلكتروني تؤثر في الفصل والأطياف والمغناطيسية.
يُكوّن بروميثيوم غالباً أيونات في حالة الأكسدة +3 ضمن الأكاسيد والهاليدات والمعقدات التناسقية. تتشابه كيمياؤه مع اللانثانيدات المجاورة، بينما تضيف إلكترونات f فروقاً مهمة في المغناطيسية والأطياف واللون.
الحالة المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي صلب. الكثافة المدرجة هي 7.26 g/cm³. نقطة الانصهار هي 1 315 K (1 042 °C). نقطة الغليان هي 3 273 K (3 000 °C). يمكن أن تغير الضغوط والنقاوة والبنية البلورية والمتآصلات القيم المقاسة، لذلك تبقى شروط القياس جزءاً مهماً من قراءة البيانات الفيزيائية.
عملياً يظهر بروميثيوم في تطبيقات مرتبطة بـبطاريات نووية، بحث علمي وطلاء مضيء. وقد تأتي الخاصية المستغلة من العنصر النقي أو سبيكة أو مركب أو نظير محدد، لذلك تبقى الصورة الكيميائية مهمة عند تفسير الاستخدام الحقيقي.
يمكن لتحلل النظائر المشعة من بروميثيوم أن يوفر حرارة أو قدرة كهربائية لفترات طويلة في أجهزة متخصصة.
يُنتج بروميثيوم أو يُعزل أو يُقاس أساساً في الأبحاث التي تختبر الاتجاهات الذرية والنووية والدورية، وليس للاستخدام التجاري واسع النطاق.
استُخدمت مركبات مشعة أو مضيئة تحتوي على بروميثيوم تاريخياً لصنع علامات تُرى في الظلام، لكن كثيراً من التركيبات القديمة لم تعد مقبولة بسبب مخاطر السلامة.
يقع بروميثيوم في الدورة 6 ضمن سلسلة القطاع f. العناصر المجاورة المعروضة هي: براسيوديميوم؛ نيوديميوم؛ ساماريوم؛ يوروبيوم. وتساعد المقارنة على امتداد السلسلة في تتبع التغير التدريجي في نصف القطر والتوزيع الإلكتروني وحالات الأكسدة والخواص المغناطيسية أو البصرية.
تصف القيم العنصر أو الذرة المتعادلة حيثما ينطبق ذلك. وقد تعتمد البيانات الفيزيائية على المتآصل والضغط والنقاوة وظروف القياس.
يرتبط اكتشاف بروميثيوم بأعمال تشين شيونغ وو. ولم تحدث الملاحظة الأولى والعزل النقي وتحديد العدد الذري الحديث بالضرورة في الوقت نفسه، لذلك يتكون تاريخ العنصر من عدة مراحل متتابعة.
لا توجد لـبروميثيوم كتلة ذرية قياسية واحدة لأن تركيب نظائره الطبيعية لا يعطي متوسطاً ثابتاً مناسباً، أو لأن العنصر لا يملك وفرة طبيعية مستقرة يمكن تعريفها بهذه الطريقة.
لا يملك بروميثيوم نظائر مستقرة. نظائره مشعة، ولذلك تصبح أعمار النصف وأنماط الاضمحلال بيانات أساسية في القياس والبحث والتطبيقات.
تعتمد مخاطر بروميثيوم على الصورة الكيميائية والجرعة وطريق التعرض. قد تختلف التأثيرات الحيوية والبيئية للعنصر الحر وأيوناته ومركباته اختلافاً كبيراً، ولذلك يجب الرجوع إلى بيانات سلامة المادة المحددة.