Californium

Californium
Illustrativt billede af artiklen Californium
10 mg californium 249 skive  .
Berkelium ← Californium → Einsteinium
D y
  Kompakt sekskantet krystalstruktur
 
98
Jf
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
                                           
Jf
?
Fuldt bordUdvidet bord
Position i det periodiske system
Symbol Jf
Efternavn Californium
Atom nummer 98
Gruppe -
Periode 7 th periode
Blok Bloker f
Elementfamilie Actinide
Elektronisk konfiguration [ Rn ] 5 f 10 7 s 2
Elektroner efter energiniveau 2, 8, 18, 32, 28, 8, 2
Elementets atomare egenskaber
Atommasse 251  u
Atomisk radius (calc) 186  ±  14.00
Kovalent radius 225  kl
Oxidationstilstand 2, 3, 4
Elektronegativitet ( Pauling ) 1.3
Ioniseringsenergier
1 re  : 6.2817  eV 2 e  : 11,8  eV
Mest stabile isotoper
Iso ÅR Periode MD Ed PD
MeV
248 Jf {syn.} 333,5  dage a
FS
6,361
-
244 Cm
PF
249 Jf {syn.} 351  a a
FS
6.295
-
245 Cm
PF
250 Jf {syn.} 13.08  a a
FS
6.128
-
246 Cm
PF
251 Jf {syn.} 898  a a 6.176 247 Cm
252 Jf {syn.} 2.645  a a
FS
6.217
-
248 Cm
PF
253 Jf {syn.} 17,81  d β -
α
0,285
6,244
253 er
249 Cm
254 Jf {syn.} 60,5  d a
FS
5.926
-
250 Cm
PF
Enkle kropsfysiske egenskaber
Almindelig tilstand Solid
Volumenmasse 15,1  g · cm -3
Krystal system Kompakt sekskantet
Farve Sølvfarvet
Fusionspunkt 900  ° C
Kogepunkt 1469,85 ° C , 1743 
Forskellige
N o  CAS 7440-71-3
Forholdsregler
Radioaktivt element
Radioelement med bemærkelsesværdig aktivitet
Enheder af SI & STP, medmindre andet er angivet.

Den californium ( symbol Cf) er det grundstof af atomnummer 98. Det er en transuran element af familien af actinider , radioaktive og syntetiske . Det enkle legeme er et metal under normale temperatur- og trykforhold .

Californium finder applikationer som initiativtager til fissionsreaktioner i atomreaktorer , til kontrol af termiske kraftværker og cementanlæg ved at gribe ind i produktionskontrolsonder, i visse strålebehandlinger samt i olieefterforskning.

Californium er den sjette transuraniske, der er blevet syntetiseret. Det blev først produceret i 1950 af Stanley G. Thompson , Glenn T. Seaborg , Kenneth Street, Jr.  (in) og Albert Ghiorso i Berkeley , Californien , deraf navnet: det blev derefter opnået ved at bombardere et curium 242- mål med et stråle af α-partikler til dannelse af 245 Cf ved en reaktion (α, n):

242
96
Cm
+4
2
Han
246
98
Cf *
245
98
Cf
+1
0
n
.

Hændelse

Spor af californium kan findes i nærheden af ​​faciliteter, der bruger elementet i mineralefterforskning og medicin. Elementet er næppe opløseligt i vand, men det klæber godt til almindelig jord (koncentrationerne af californium i jorden kan være 500 gange højere end i vandet, der omgiver jordens partikler).

Den nedfald fra af atomprøvesprængninger tidligere atmosfæriske til 1980 er ansvarlige for tilstedeværelsen af en lille mængde californium i miljøet. Californiens isotoper med massenummer 249, 252, 253 og 254 er blevet observeret i radioaktivt støv opsamlet i luften efter en nuklear eksplosion.

Det blev spekuleret i, at californium blev produceret af supernovaer , deres henfald stemmer overens med 60-dages halveringstid på 254 Jf. Senere undersøgelser kunne imidlertid ikke vise noget spektrum af californium, og superkurvenes lyskurver antages nu at følge henfaldet af nikkel 56 .

Uddannelse

Californien dannes i atomreaktorer ved successive neutronfangster fra uran 238 . Det mellemliggende trin er berkelium 97 Bk, som kan give californium lige så meget ved neutronindfangning som ved β-henfald (fra isotopen 249 Bk).

Den 251 Cf isotop har en fission tværsnit af 4800  laden for termiske neutroner , så de fleste atomer knække inden optagelsen yderligere neutroner, men forbliver tilstrækkeligt til dannelse af 252 Cf med isotop nukleare materiale.; denne 252 Cf henfalder hurtigt til en række curiumisotoper , som igen er i stand til at give californium tilbage ved neutronfangst .

Isotopen med den længste halveringstid er 251 Cf med en halveringstid på ca. 900 år.

Ejendomme

Den 252 Cf isotop er en kraftfuld neutron emitter , hvilket gør det særlig farligt. Hvert 252 Cf- mikrogram udsender spontant 2.314.000 neutroner pr. Sekund, mens et gram afgiver 39 W varme, summen af ​​alfa-varmen henfalder og den, der udsendes af spontane fissioner . Frekvensen af ​​spontane fissioner ved alfa-henfald er 3,09%; antallet af udsendte neutroner er i gennemsnit 3,73 pr. fission.

Den 251 Cf isotop er kendt for sin lave kritiske masse , mindre end 5  kg og endda knap 2  kg med en neutron reflektor såsom stål. I teorien ville det være muligt at fremstille en meget kompakt atombombe baseret på denne isotop. I praksis er kostprisen for en sådan kritisk masse af california 251 25 millioner euro pr. Gram hvilket gør brugen af ​​den i våben ineffektiv.

Noter og referencer

  1. (i) David R. Lide, Gummibibelen , CRC,2009, 89 th  ed. , s.  10-203
  2. (da) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press Inc,2009, 90 th  ed. , 2804  s. , Indbundet ( ISBN  978-1-420-09084-0 )
  3. Chemical Abstracts database forespørges via SciFinder Web December 15, 2009 (søg resultater )
  4. Emsley 2001 , s.  90.
  5. (en) ANL-bidragydere, "  Human Health Fact Sheet: Californium  " [PDF] , Argonne National Laboratory,August 2005
  6. (i) RA Fields , Mr. Studier , H. Diamond , J. Mech , Mr. Inghram , G. Pyle , C. Stevens , S. Fried og W. Manning , "  transplutonium Elementer i Termonukleare Test Debris  " , Physical Review , vol.  102, nr .  1,1956, s.  180–182 ( DOI  10.1103 / PhysRev.102.180 , Bibcode  1956PhRv..102..180F )
  7. (i) W. Baade , Burbidge, GR, Hoyle, F. Burbidge, EM, Christy, og RF Fowler, WA, "  Supernovae og Californium 254  " , Publikationer Astronomical Society i Stillehavet , Vol.  68, nr .  403,August 1956, s.  296–300 ( DOI  10.1086 / 126941 , Bibcode  1956PASP ... 68..296B , læst online , adgang til 26. september 2012 )
  8. (in) JG Conway , Hulet, EK og Morrow, RJ, "  Emission Spectrum of Californium  " , Journal of the Optical Society of America , bind.  52,1 st februar 1962( DOI  10.1364 / josa.52.000222 , læst online , adgang til 26. september 2012 )
  9. Ruiz-Lapuente 1996 , s.  274.
  10. (i) RC Martin, JB Knauer, PA Balo, Produktion, distribution og applikationer af californium-252 neutronkilder  " , Anvendt stråling og isotoper , bind.  53, n ben  4-5, 1999, s.  785–792 ( DOI  10.1016 / S0969-8043 (00) 00214-1 , læs online )
  11. Encyclopædia Britannica Transuranium Element - Nukleare egenskaber.
  12. IRSN hjemmeside ( Institut for Strålebeskyttelse og nuklear sikkerhed )
  13. Sputnik , “  EUR 25 millioner for et gram af dette metal produceret i Rusland,  ”fr.sputniknews.com (adgang til 25. januar 2017 ) .

Se også

Bibliografi

eksterne links


  1 2                               3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1  H     Hej
2  Li Være   B VS IKKE O F Født
3  Ikke relevant Mg   Al Ja P S Cl Ar
4  K Det   Sc Ti V Cr Mn Fe Co Eller Cu Zn Ga Ge Es Se Br Kr
5  Rb Sr   Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag CD I Sn Sb Du jeg Xe
6  Cs Ba   Det Det her Pr Nd Om eftermiddagen Sm Havde Gd TB D y Ho Er Tm Yb Læs Hf Dit W Re Knogle Ir Pt Hg Tl Pb Bi Po Rn
7  Fr Ra   Ac Th Pa U Np Kunne det Er Cm Bk Jf Er Fm Md Ingen Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
8  119 120 *    
  * 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142  


  alkali   metaller
  Alkalisk  
jord
  Lanthanider  
overgangsmetaller   metaller  
  Dårlige   metaller
  Metal-  
loids
Ikke-
  metaller  
halo
  -gener  
  Ædle   gasser
Varer
  uklassificeret  
Actinides
    Superactinider