Ik wil alles weten

Californium

Pin
Send
Share
Send


californium (chemisch symbool Cf, atoomnummer 98) is een chemisch element in het periodiek systeem. Een radioactief transuranisch element,1 het werd ontdekt door curium te bombarderen met alfadeeltjes (heliumionen). Californium is het zwaarste element dat in weegbare hoeveelheden is geproduceerd.

Hoewel moeilijk in grote hoeveelheden te produceren, is californium nuttig voor verschillende toepassingen, met name als een neutronenbron. Het is bijvoorbeeld een neutronenstartbron voor sommige kernreactoren, het kan worden gebruikt om bepaalde kankers te behandelen en het kan worden gebruikt om metaalmoeheid in vliegtuigen en explosieven op luchthavens te detecteren. Het wordt ook gebruikt in draagbare detectoren voor landmijnen en edelmetalen, evenals meters die aardolie en water in oliebronnen detecteren. Onlangs werd het gebruikt om element 118 te produceren, het zwaarste chemische element dat tot nu toe is gesynthetiseerd.

Natuurlijk voorkomen

Hoewel californium niet van nature op aarde voorkomt, komen het element en zijn vervalproducten elders in het universum voor. Hun elektromagnetische emissies worden regelmatig waargenomen in de spectra van supernovae.

Geschiedenis

Californium werd voor het eerst gesynthetiseerd door Universiteit van Californië, Berkeley-onderzoekers Stanley G. Thompson, Kenneth Street, Jr., Albert Ghiorso en Glenn T. Seaborg in 1950. Het was het zesde transuranium-element dat werd ontdekt en het team kondigde hun ontdekking aan op 17 maart , 1950. Het is vernoemd naar de Amerikaanse staat Californië en naar het systeem van de Universiteit van Californië.

Om element 98 te produceren, bombardeerde het team een ​​microgram ter grootte van 242Cm met 35 MeV alfadeeltjes in het 60-inch Berkeley cyclotron dat atomen produceerde van 245Cf (halfwaardetijd 44 minuten) en een vrij neutron.

Opvallende kenmerken

Californium is een innerlijk overgangsmetaal uit de actinideserie, gelegen in periode 7 van het periodiek systeem, tussen berkelium en einsteinium. Omdat weegbare hoeveelheden Californië zijn geproduceerd, is het mogelijk geworden om de eigenschappen ervan te bestuderen met behulp van macroscopische hoeveelheden. Het enige californiumion dat stabiel is in waterige oplossing is het californium (III) kation.

Californium heeft geen biologische rol.

Isotopes

Veel radio-isotopen van Californië zijn gekarakteriseerd, waarvan de meest stabiele zijn 251Zie, met een halfwaardetijd van 898 jaar; 249Zie, met een halfwaardetijd van 351 jaar; en 250Zie, met een halfwaardetijd van 13 jaar. Alle resterende radioactieve isotopen hebben een halfwaardetijd die korter is dan 2,7 jaar, en de meerderheid hiervan heeft een halfwaardetijd korter dan 20 minuten. De isotopen van Californië variëren in atoomgewicht van 237.062 amu (237Cf) tot 256.093 amu (256Cf).

252Cf (2,6 jaar halfwaardetijd) is een zeer sterke neutronenzender en is dus extreem radioactief en schadelijk - één microgram zendt spontaan 170 miljoen neutronen per minuut uit. Het verval van 254Cf (halfwaardetijd van 55 dagen) is mogelijk gedetecteerd door telescopen in overblijfselen van supernova's. 249Cf wordt gevormd uit het bèta-verval van 249Bk en de meeste andere isotopen van Californië worden gemaakt door berkelium in een kernreactor bloot te stellen aan intense neutronenstraling.

Verbindingen

Slechts enkele californiumverbindingen zijn gemaakt en bestudeerd. Ze bevatten:

  • californiumoxide (Cf2O3)
  • californium trichloride (CfCl3)
  • californium oxychloride (CfOCl)

Toepassingen

Algemeen gebruik

Hoewel Californië moeilijk in grote hoeveelheden te produceren is, heeft het enkele speciale toepassingen die profiteren van zijn radioactieve eigenschappen. Sommige toepassingen worden hieronder vermeld.

  • Californium wordt gebruikt als een startbron voor neutronen voor sommige kernreactoren en kalibratie-instrumenten.
  • Het kan worden gebruikt om bepaalde baarmoederhalskanker en hersenkanker te behandelen, in gevallen waarin andere radiotherapie niet effectief is.
  • Het kan worden gebruikt in de radiografie van vliegtuigen om metaalmoeheid te detecteren.
  • Het wordt gebruikt in neutronenactiveringsdetectoren van explosieven op luchthavens.
  • Sommige draagbare landmuurdetectors maken gebruik van Californië.2
  • Het zit in neutronen vochtmeters om water en aardolielagen in oliebronnen te helpen detecteren.
  • Het biedt een draagbare neutronenbron voor analyse ter plaatse tijdens prospectie van goud en zilver.

In oktober 2006 werd aangekondigd dat bij drie gelegenheden californium-249-atomen waren gebombardeerd met calcium-48-ionen om ununoctium te produceren (element 118),3 het zwaarste chemische element dat tot nu toe is gesynthetiseerd.

Potentieel militair gebruik

De isotoop 251Cf staat bekend om zijn kleine kritische massa, hoge letaliteit en korte periode van giftige omgevingsbestraling ten opzichte van andere radioactieve elementen die worden gebruikt voor explosieve explosieve wapens. Deze eigenschappen hebben geleid tot speculatie over mogelijk gebruik van californium in pocket kernwapens. Deze toepassing is echter onwaarschijnlijk, omdat het heel moeilijk zou zijn om een 251Zie een bom die minder dan 2 kilogram (kg) weegt en de kosten van een dergelijke bom zouden onbetaalbaar zijn. Ander gebruik van wapens, zoals het douchen van een gebied met Californië, is niet onmogelijk maar wordt als onmenselijk beschouwd en is onderhevig aan omstandigheden zoals slecht weer en poreus terrein.

Nucleaire brandstofcyclus

Het is belangrijk om ervoor te zorgen dat de concentratie van curium in MOX-splijtstof4 wordt laag gehouden, omdat neutronenbestraling van curium een ​​deel ervan omzet in californium. Aangezien Californië een sterke neutronenemitter van neutronen is, zal het ervoor zorgen dat de gebruikte brandstof moeilijker te hanteren is.

Zie ook

Notes

  1. ↑ "Transuranische elementen" zijn de chemische elementen met atoomnummers groter dan die van uranium (atoomnummer 92).
  2. ↑ “Wordt u 'van mij'? Fysica Sleutel tot detectie. ”Pacific Northwest National Laboratory (2000). Ontvangen op 20 maart 2007.
  3. ↑ Schewe, Phil et al. 2006. "Elementen 116 en 118 worden ontdekt." American Institute of Physics. Ontvangen op 20 maart 2007.
  4. ↑ "MOX" (gemengd oxide) nucleaire brandstof is een mengsel van plutonium met natuurlijk uranium, opgewerkt uranium of verarmd uranium. Het gedrag is vergelijkbaar met dat van brandstof met laag verrijkt uranium (LEU) en het is een alternatief voor de LEU die wordt gebruikt in de lichtwaterreactoren die de overhand hebben op kernenergie.

Referenties

  • Emsley, John. 2001. De bouwstenen van de natuur: een AZ-gids voor de elementen. New York: Oxford Univ. Druk op. ISBN 0198503407 en ISBN 978-0198503408
  • Greenwood, N. N. en A. Earnshaw. 1998. Chemie van de elementen 2e ed. Oxford, VK; Burlington, MA: Butterworth-Heinemann. ISBN 0750633654. Online versie
  • Hampel, Clifford A. 1968. De encyclopedie van de chemische elementen. New York: Reinhold Book Corp. ISBN 0442155980 en ISBN 978-0442155988
  • Morss, Lester R., Norman M. Edelstein en Jean Fuger (eds.). 2006. De chemie van de elementen Actinide en Transactinide. 3e ed. 5 vols. Joseph J. Katz, adapter. Dordrecht: Springer. ISBN 1402035551 en ISBN 978-1402035555
  • Stwertka, Albert. 1998. Gids voor de elementen (herziene editie). Oxford: Oxford University Press. ISBN 0195080831

Externe links

Alle links opgehaald op 5 januari 2017.

  • Californium. WebElements.
  • Het is Elemental: Californium. Jefferson Lab.
  • Californium, radioactief. TOXNET, National Library of Medicine.

Bekijk de video: Why Only 1 Gram Of This Material Is Worth $25 Billion Dollars (Juni- 2021).

Pin
Send
Share
Send