Californiu

Californiul este un element chimic radioactiv artificial, actinidă , notată Cf , având număr atomic 98 în sistemul periodic al lui Mendeleev . Sunt cunoscuți radioizotopi cu numere de masă 237-256 . Nu are izotopi stabili [4] .

Acest element a fost sintetizat pentru prima dată în 1950 la Laboratorul Național. Lawrence la Berkeley (pe atunci Laboratorul de radiații al Universității din California) prin bombardarea curiumului cu particule alfa (ioni de heliu-4). Actinida, al șaselea element transuraniu sintetizat vreodată, are a doua cea mai mare masă atomică dintre orice element care a fost produs în cantități suficiente pentru a fi vizibil cu ochiul liber (după einsteiniu ). Elementul a fost numit după statul California și universitatea din acel stat.

Istorie

Obținut artificial în 1950 de către fizicienii americani S. Thompson, K. Street, A. Giorso și G. Seaborg de la Universitatea din California Berkeley prin iradiere cu particule α accelerate de 242 Cm [4] .

Primii compuși solizi din California - 249 Cf 2 O 3 și 249 CfOCl au fost obținuți în 1958 .

Originea numelui

Numit după Universitatea din California, Berkeley , unde a fost primit. După cum scriau autorii, prin acest nume, ei au vrut să indice că le-a fost la fel de dificil să descopere un element nou, precum a fost pentru pionierii Americii să ajungă în California cu un secol în urmă .

Obținerea

Californiul este produs în două locuri: RIAR din Dimitrovgrad (Rusia), Laboratorul Național Oak Ridge din SUA.

Pentru a produce un gram de californiu, plutoniul sau curiumul este supus la iradiere prelungită cu neutroni într-un reactor nuclear , de la 8 luni la 1,5 ani. Apoi, californiul este izolat din produsele de iradiere rezultate prin mijloace chimice.

Californiul metalic se obține prin reducerea fluorurii de californiu CfF 3 cu litiu :

{\ce {CfF3 + 3 Li -> Cf + 3 LiF))

sau oxid de californiu Cf 2 O 3 cu calciu :

{\ce {Cf2O3 + 3 Ca -> 2 Cf + 3 CaO))

Californiul este separat de alte actinide prin extracție și metode cromatografice .

Proprietăți fizice și chimice

Californiul este un metal alb argintiu [5] cu un punct de topire de 900 ± 30°C și un punct de fierbere estimat la 1470°C [6] . Metalul pur este maleabil și ușor de tăiat cu o lamă. Californiul metalic începe să se evapore la temperaturi de peste 300 °C sub vid [7] . Formează aliaje cu metale lantanide, dar se știe puțin despre acestea [7] .

California este un metal extrem de volatil. Există în două modificări polimorfe. Sub 600 °C, modificarea α cu o rețea hexagonală este stabilă (parametri a = 0,339 nm, c = 1,101 nm), peste 600 °C - modificarea β cu o rețea cubică centrată pe față. Punctul de topire al metalului este de 900 °C, punctul de fierbere este de 1227 °C.

Din punct de vedere al proprietăților chimice, californiul este similar cu alte actinide [4] . Au fost sintetizate halogenuri de califoriu CfX 3 și oxihalogenuri CfOX. Pentru a obține dioxidul de California CfO 2 oxidul Cf 2 O 3 se oxidează prin încălzire cu oxigen la o presiune de 10 MPa. În soluţii, Cf 4+ se obţine prin acţiunea asupra compuşilor Cf 3+ cu agenţi oxidanţi puternici. A fost sintetizată diiodură de califoriu solidă CfI2 . Din soluții apoase Cf 3+ poate fi redus electrochimic la Cf 2+ .

Izotopi

Există 17 izotopi cunoscuți ai Californiei, dintre care cei mai stabili sunt 251 Cf cu un timp de înjumătățire T 1/2 = 900 ani, 249 Cf ( T 1/2 = 351 ani), 250 Cf ( T 1/2 = 13,08 ani) și 252 Cf ( T 1/2 = 2.645 ani) [8] . Ultimul izotop are un factor mare de multiplicare a neutronilor (peste 3) și o masă critică de aproximativ 5 kg [9] (pentru o bilă de metal). Un gram de 252 Cf emite aproximativ 3⋅10 12 neutroni pe secundă [10] .

Aplicație

Izotopul 252 Cf a găsit cea mai mare aplicație. Este folosit ca o sursă puternică de neutroni în analiza activării neutronilor , în terapia cu radiații a tumorilor . În plus, izotopul 252Cf este utilizat în experimente pentru a studia fisiunea nucleară spontană . Californiul este un metal extrem de scump. Prețul pentru 1 gram de izotop de 252 Cf este de aproximativ 4 milioane de dolari SUA și este destul de justificat, deoarece anual se obțin 40–60 de miligrame [11] .

Produșii de descompunere ai nucleelor de californiu-252 ( 252 Cf) cu o energie de ordinul 80-100 MeV sunt utilizați pentru bombardarea și ionizarea probelor în spectrometrie (vezi Ionizarea prin desorbție în plasmă ). Fisiunea nucleului de 252 Cf dă naștere unor particule care se mișcă în direcții opuse. Una dintre particule lovește detectorul de declanșare și semnalează începutul numărătorii inverse. O altă particulă lovește matricea probei, eliminând ionii care sunt trimiși la spectrometrul de masă cu timp de zbor [12] .

Izotopul 249 Cf este utilizat în cercetarea științifică. Când se lucrează cu acesta, nu este necesară protecția împotriva radiațiilor neutronice [4] .

Acțiune fiziologică

Radionuclidul 252 Cf este foarte radiotoxic. MPC în apa rezervoarelor deschise este 1,33⋅10 −4 Bq /l.

La intrarea în organism, doar 0,05% din californiu intră în sânge, din această cantitate, aproximativ 65% intră în schelet, unde este adsorbit în țesutul osos, 25% intră în ficat, iar restul de 10% se acumulează în alte organe sau sunt excretat din organism [ 13] .

Radiațiile din California interferează cu producția de globule roșii. Californiul-249 și Californiul-251 emit radiații gamma [14] .

Note

↑ Colaboratori CRC. Manual de chimie și fizică (nespecificat) / ed. David R. Lide. - Ed. 87 .. - 2006. - S. 4.56. - ISBN 978-0-8493-0487-3 .
↑ Editorial: Knunyants I. L. (redactor-șef). Enciclopedia chimică: în 5 vol. - Moscova: Enciclopedia sovietică, 1990. - T. 2. - S. 286. - 671 p. — 100.000 de exemplare.
↑ WebElements Tabel periodic al elementelor | california | structuri cristaline . Preluat la 10 august 2010. Arhivat din original la 2 septembrie 2010. (nedefinit)
↑ 1 2 3 4 Kiselev, 2008 .
↑ Jakubke, 1994 , p. 166.
↑ Hair, 2006 , p. 1522–1523
↑ 1 2 Hair, 2006 , p. 1526.
↑ Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A . - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - Cod biblic .
↑ Raport final, Evaluarea datelor de securitate nucleară critică și limitele pentru actinide în transport Arhivat din original la 22 august 2011. , Republica Franța, Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire, Département de Prevention et d'étude des Accidents.
↑ California. Cărți. Știință și Tehnologie . Preluat la 23 august 2010. Arhivat din original la 23 august 2011. (Rusă)
↑ Cele mai scumpe substanțe din lume -> Californium Arhivat 5 mai 2016 la Wayback Machine
↑ R. Silverstein și colab.. Identificarea spectrometrică a compușilor organici. - 2011. - S. 16-17. — 575 p. - ISBN 978-5-94-774-392-0 .
↑ Colaboratori ANL. Fișă informativă privind sănătatea umană: Californiu . Laboratorul Național Argonne (august 2005). Arhivat din original pe 21 iulie 2011. (nedefinit)
↑ Cunningham, 1968 , p. 106.

Literatură

California / Kiselev Yu. M. // Islanda - Cancelaria. - M .: Marea Enciclopedie Rusă, 2008. - P. 521. - ( Marea Enciclopedie Rusă : [în 35 de volume] / redactor-șef Yu. S. Osipov ; 2004-2017, v. 12). - ISBN 978-5-85270-343-9 .
Cunningham, B.B. Californium // Enciclopedia elementelor chimice. — Reinhold Book Corporation, 1968.
Haire, Richard G. Californium // The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements (engleză) / Morss, Lester R.; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean. — al 3-lea. - Springer Science + Business Media , 2006. - ISBN 978-1-4020-3555-5 .
Concise Encyclopedia Chemistry (neopr.) / Jakubke, Hans-Dieter; Jeschkeit, Hans. - Walter de Gruyter , 1994. - ISBN 978-3-11-011451-5 .

Link -uri

California pe Webelements Arhivat pe 10 octombrie 2004 la Wayback Machine

Dicționare și enciclopedii	mare danez Mare catalană Mare catalană Mare norvegian Rusă mare Britannica (online) Treccani Universalis
În cataloagele bibliografice	GND : 4147208-1 J9U : 987007553750405171 LCCN : sh89004338 NDL : 00565048