في الكيمياء يعد البركليوم (Berkelium) واحد من العناصر الكيميائية التي تم اكتشافها، ويمتلك الرمز Bk والرقم الذري 97، ويتواجد في الجدول الدوري، كما ويصنف البركليوم على أنه من الأكتينيدات، وهو يكون على صورة مادة صلبة في درجة حرارة الغرفة.
اكتشاف عنصر البركليوم
لقد تم إنتاج عنصر البركليوم لأول مرة بواسطة ستانلي جي طومسون وجلين تي سيبورج والجسيمات بجهاز يسمى السيكلوترون، وهذا خلق نظير البيركليوم 243 واثنين من النيوترونات الحرة، إن من أكثر نظائر بيركليوم ثباتًا هو نظير البيركليوم 247 ويبلغ عمر نصفه حوالي 1380 عامًا، ويتحلل إلى نظير الأمريسيوم 243 من خلال عملية اضمحلال ألفا.
لقد تم إنتاج أول كميات مرئية من مركب البركليوم، كلوريد البركليوم ذو الصيغة الكيميائية (BkCl3) وفي عام 1962 ميلادي ووزنها حوالي 3 مليارات من الجرام (0.000000003 جرام)، وتم تحديد أوكسي كلوريد البركليوم ذو الصيغة الكيميائية (BkOCl) وفلوريد البركليوم ذو الصيغة الكيميائية (BkF3) وثاني أكسيد البركليوم ذو الصيغة الكيميائية (BkO2) وثالث أكسيد البركليوم ذو الصيغة الكيميائية (BkO3) ودراستها بطريقة تعرف باسم حيود الأشعة السينية.
نظرًا لأنه تم إنتاج كميات صغيرة فقط من عنصر البركليوم فلا توجد استخدامات معروفة للبركليوم ومركباته خارج نطاق البحث العلمي الأساسي، وتم إنتاج البركليوم العضو الثامن في سلسلة انتقال الأكتينيد لأول مرة في عام 1949 ميلادي بواسطة ثومسون وغيورسو وسيبورج عبر تسريع قصف النظير (241-Am) بجزيئات ألفا عالية الطاقة.
أدى هذا إلى إنشاء نشاط جديد لالتقاط الإلكترون يتم التصفية منه على عمود كروماتوجرافي قبل الكوريوم مباشرة، وتم تخصيص هذا النشاط لنظير العنصر 97 بكتلة العدد 243، وقد سُمي عنصر البيركليوم على اسم مدينة بيركلي بولاية كاليفورنيا المدينة التي تم اكتشافها فيها.
اقتصر التحقيق الأولي لخصائصه الكيميائية على تجارب التتبع (التبادل الأيوني والترسيب المشترك) ولكن هذه كانت كافية لإثبات استقرار وثبات Bk (III) وإمكانية الوصول إلى أيونات Bk (IV) في المحلول المائي، وتقديم تقدير لـ الجهد الكهروكيميائي للزوجين Bk (IV) / Bk (III).
لا يمكن أن يتم إجراء دراسة كاملة لعنصر باستخدام طرق التتبع وحدها لذلك بدأت حملة في عام 1952 ميلادي للإشعاع طويل المدى لحوالي 8 جرام من النظير (239-Pu) في مفاعل نووي في أركو في أيداهو لتوفير كميات كبيرة من البركليوم، في عام 1958 ميلادي، وقد تم استرداد حوالي 0.6 ميكروغرام من النظير 249 مع عمر نصف يبلغ 330 يومًا وفصلها وتنقيتها بواسطة كننغهام وآخرون الذين حددوا طيف الامتصاص في محلول مائي وقاسوا الحساسية المغناطيسية لـ Bk (III).
يُعرف الآن أربعة عشر نظيرًا من البركليوم وتم تصنيعها من العدد الكتلي 238 إلى 251. كما هو الحال مع عناصر الأكتينيد الأخرى ويميل البركليوم إلى التراكم في النظام الهيكلي، نظرًا لندرته فإن البيركليوم حاليًا ليس له أي استخدام تجاري ومع ذلك مع عمر النصف الطويل نسبيًا وتوافره بكميات ميكروغرام يتم استخدام النظير (Bk-249) على نطاق واسع كهدف لتجميع العناصر الأثقل عن طريق قصف الجسيمات المشحونة.
البركليوم هو العضو الأول في النصف الثاني من سلسلة الأكتينيد، وعلى هذا النحو تتيح دراسات الخصائص الفيزيائية والكيميائية لهذا العنصر استقراءً أكثر دقة لسلوك العناصر الثقيلة التي تكون الدراسات محدودة للغاية بسبب ندرة المواد، ونصفها قصير جدًا، ونشاط إشعاعي مكثف.
لا يوجد البركليوم بشكل طبيعي في القشرة الأرضية، حيث تم تصنيعه لأول مرة في ديسمبر 1949 ميلادي بواسطة ستانلي جي تومسون وجلين تي سيبورج وألبرت غيرورسو في جامعة كاليفورنيا في بيركلي باستخدام التفاعل النووي 241Am (4He، 2n) 243Bk في إعصار بيركلي 60 بوصة.
يبلغ عمر النصف للنظير (249-Bk) تقريبا 320 يومًا، مما يجعل من الممكن عزله ودراسته على نطاق مجهري وعلى الرغم من أن الدراسات وجدت أن الإشعاع المنبعث من البركليوم يخلق مخاطر صحية، على سبيل المثال تبين أن التعرض الطويل للإشعاع من البركليوم يسبب تراكم البيركليوم في النظام الهيكلي للفئران، كما أن الإشعاع غير مواتٍ لتكوين خلايا الدم الحمراءلا يوجد لدى البركليوم تطبيقات نظيرية معروفة باستثناء البحث العلمي حيث كان هدفًا لإنتاج تينيسين.
معلومات عامة عن البركليوم جميع نظائر البركليوم مشعة، نظير البركليوم 247 هو الأطول عمرا (1،380 سنة نصف عمر)، وتم استخدام البركليوم 249 (عمر نصف يبلغ 330 يومًا) على نطاق واسع في الدراسات الكيميائية للعنصر؛ لأنه يمكن إنتاجه بكميات قابلة للوزن تكون نقية نظريًا عن طريق التفاعلات النووية التي تبدأ بالكوريوم 244. كان الاستخدام الوحيد للبركليوم في تركيب العناصر الثقيلة مثل تينيسين، وتم تحضير البركليوم المعدني إنه موجب للكهرباء ومتفاعل وذو لون فضي مثل المعادن الأكتينويدية الأخرى مع جاذبية محددة تبلغ 14.8.
أظهرت التحقيقات الكيميائية للتتبع أن البيركليوم موجود في المحاليل المائية في حالتي الأكسدة +3 و +4، ويفترض أن يكون مثل أيونات (+Bk3) و (+Bk4)، وتتشابه خصائص قابلية ذوبان البركليوم في حالتي الأكسدة تمامًا مع تلك الموجودة في الأكتينويد الأخرى والعناصر اللانثانويدية (خاصة السيريوم) في حالات الأكسدة المقابلة، تم تصنيع المركبات الصلبة بما في ذلك أكاسيد (BkO2) و (Bk2O3) على مقياس ميكروغرام.
الآثار الصحية للبركليوم:
لا يوجد البركليوم بشكل طبيعي ولم يتم العثور عليه في قشرة الأرض لذلك لا يوجد سبب للنظر في مخاطره الصحية، ومع ذلك فإن جميع نظائرها المعروفة مشعة وعلى الرغم من أنها تنتج صناعياً فقط في المختبرات ويديرها الخبراء فإليك تاليا بعض المخاطر الصحية للنشاط الإشعاعي التي يجب أخذها في الاعتبار:
1- لقد رافق التطور في التكنولوجيا النووية أنه تم إطلاق دقيق وواضح للنشاط الإشعاعي في الغلاف الجوي والتربة وبالإضافة إلى المحيطات والبحار ومنسوب المياه كما وظهر في جميع أنحاء العالم في الحيوانات والنباتات والمواد الخاملة، إذ يعبر الإشعاع الأنواع ويتركز خلال السلسلة الغذائية كما ويعرض الحيوانات الأخرى والبشر لآثاره الضارة.
2- إن أكبر تهديد للنشاط الإشعاعي للحياة كما نعرفه هو تهديد وخطر تلف الجينات والتركيب الجيني لجميع الأنواع الحية، حيث أن الضرر الجيني من التعرض للإشعاع تراكمي على مدى الحياة والأجيال.
3- حتى إن تم التعرض لجرعات ضئيلة من المواد المسببة للسرطان بعد التعرض الطويل، قد يعاني الجيل الحالي وكل الأجيال التي تليه من أمراض السرطان وتلف الجهاز المناعي وسرطان الدم والإجهاض والتشوهات ومشاكل الخصوبة، الخطير في الأمر أن الكثير من هذه المشاكل الصحية تزداد مع الزمن ولا يمكن للأفراد إثبات أن زيادة الإشعاع “الخلفي” أو التعرض المحدد هو السبب.
4- الآثار البيئية للبركليوم: إن نظائر البيركليوم العشرة المعروفة جميعها مشعة، لا يوجد البركليوم بشكل طبيعي ولم يتم العثور عليه في قشرة الأرض لذلك لا يوجد سبب للنظر في آثاره البيئية.
