ハフニウム (Hf)

発見の経緯

発見: 1922 · George de Hevesy

1922年、デンマークのニールス・ボーアは、当時未発見だった72番元素はランタノイドではなくジルコニウムに類似したものだと予言してニールス・ボーア研究所のディルク・コスターとゲオルク・ド・ヘヴェシーにジルコンの分析を提唱。エックス線分析と分別結晶を繰り返すことにより1923年に発見。ハフニウムとジルコニウムは性質がよく似ているため、ジルコニウムとの分離が難しく発見が遅れ、天然元素としては最後から三番目に発見された（二番目はレニウム、最後はフランシウムであり、その後発見された元素は全て合成されたものである）。

用途と応用

熱中性子の吸収断面積が大きく（これはジルコニウムとは逆の性質）、機械的強度、融点が高く、化学的にも安定で耐食性に優れることから、原子炉の制御棒の材料に利用される。また、酸化ハフニウムは、MOSFETのゲートからのリーク電流対策のための高誘電率 (High-k) 材料として注目されている。その他、酸化物の沸点がタングステンよりも高いことから、酸化雰囲気下でのプラズマ電極やプラズマアークノズルなどにも用いられる。また陽極酸化によって鮮やかな発色が得られることから宝飾品にも用いられる。

同位体

At least 40 isotopes of hafnium have been observed, ranging in mass number from 153 to 192. The five stable isotopes have mass numbers from 176 to 180 inclusive; the primordial 174Hf has a very long half-life of 3.8×1016 years. The extinct radionuclide 182Hf has a half-life of 8.90 million years, and is an important tracker isotope for the formation of planetary cores. No other radioisotope has a half-life over 1.87 years. The longest-lived nuclear isomer 178m2Hf (31 years) was at the center of a controversy for several years regarding its potential use as a weapon. Because of its high energy compared to the ground state 178Hf, the isomer was put under scrutiny as being capable of induced gamma emission, which could be weaponized to produce large amounts of gamma radiation all at once. Applications of the isomer have been frustrated due to the difficulty of producing it without the produ