Interested Article - Калифорний

98
Калифорний
(251)
5f 10 7s 2

Калифо́рний — искусственный радиоактивный химический элемент, актиноид , обозначаемый Cf , имеющий атомный номер 98 в периодической системе Менделеева . Известны радиоизотопы с массовыми числами 237—256. Стабильных изотопов не имеет .

Данный элемент был впервые синтезирован в 1950 году в Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли (тогда Лаборатория радиации Калифорнийского университета) путём бомбардировки кюрия альфа-частицами (ионами гелия-4). Актиноид, шестой трансурановый элемент, который был когда-либо синтезирован, и имеет вторую по величине атомную массу среди всех элементов, которые были произведены в таких количествах, чтобы их можно было разглядеть невооружённым глазом (после эйнштейния ). Элемент был назван в честь штата Калифорния и университета из этого штата.

История

Получен искусственно в 1950 году американскими физиками С. Томпсоном, К. Стритом, А. Гиорсо и Г. Сиборгом в Калифорнийском университете в Беркли при облучении 242 Cm ускоренными α-частицами .

Первые твёрдые соединения калифорния — 249 Cf 2 O 3 и 249 CfOCl получены в 1958 году .

Происхождение названия

Назван в честь Калифорнийского университета в Беркли, где и был получен. Как писали авторы, этим названием они хотели указать, что открыть новый элемент им было так же трудно, как век назад пионерам Америки достичь Калифорнии .

Получение

Калифорний производят в двух местах: НИИАР в Димитровграде (Россия), Ок-Риджской национальной лаборатории в США. [ источник не указан 66 дней ]

Для производства одного грамма калифорния плутоний или кюрий подвергают длительному нейтронному облучению в ядерном реакторе , от 8 месяцев до 1,5 лет. Затем из получившихся продуктов облучения химическим путём выделяют калифорний. [ источник не указан 66 дней ]

Металлический калифорний получают путём восстановления фторида калифорния CfF 3 литием :

или оксида калифорния Cf 2 O 3 кальцием :

.

От других актиноидов калифорний отделяют экстракционными и хроматографическими методами.

Физические и химические свойства

Калифорний представляет собой серебристо-белый металл с температурой плавления 900 ± 30° C и предполагаемой температурой кипения 1470 °C . Чистый металл податлив и легко режется ножом. Металлический калифорний начинает испаряться при температуре выше 300 °C под вакуумом . Образует сплавы с лантаноидными металлами, но о них мало что известно .

Калифорний — чрезвычайно летучий металл. Существует в двух полиморфных модификациях. Ниже 600 °C устойчива α-модификация с гексагональной решёткой (параметры а = 0,339 нм, с = 1,101 нм), выше 600 °C — β-модификация с кубической гранецентрированной решёткой. Температура плавления металла 900 °C, температура кипения 1470 °C. .

По химическим свойствам калифорний подобен остальным актиноидам . Синтезированы галогениды калифорния CfX 3 и оксигалогениды CfOX. Для получения диоксида калифорния CfO 2 оксид Cf 2 O 3 окисляют при нагревании кислородом под давлением 10 МПа. В растворах Cf 4+ получают, действуя на соединения Cf 3+ сильными окислителями. Синтезирован твёрдый дииодид калифорния CfI 2 . Из водных растворов Cf 3+ может быть восстановлен до Cf 2+ электрохимическим способом.

Изотопы

Известно 17 изотопов калифорния, наиболее стабильными из которых являются 251 Cf с периодом полураспада T 1/2 = 900 лет, 249 Cf ( T 1/2 = 351 год), 250 Cf ( T 1/2 = 13,08 года) и 252 Cf ( T 1/2 = 2,645 года) . Последний изотоп имеет высокий коэффициент размножения нейтронов (выше 3) и критическую массу около 5 кг (для металлического шара). Грамм 252 Cf испускает около 3⋅10 12 нейтронов в секунду .

Применение

Наибольшее применение нашёл изотоп 252 Cf. Он используется как мощный источник нейтронов в нейтронно-активационном анализе , в лучевой терапии опухолей . Кроме того, изотоп 252 Cf используется в экспериментах по изучению спонтанного деления ядер . Калифорний является чрезвычайно дорогим металлом. Цена 1 грамма изотопа 252 Cf составляет около 27 млн долларов США, и она вполне оправдана, так как ежегодно получают 40—60 миллиграммов .

Продукты распада ядер калифорния-252 ( 252 Cf) с энергией порядка 80—100 МэВ используют для бомбардировки и ионизации пробы в спектрометрии (см. Плазменная десорбционная ионизация ). При делении ядра 252 Cf возникают движущиеся в противоположных направлениях частицы. Одна из частиц попадает в триггерный детектор и сигнализирует о начале отсчёта времени. Другая частица попадает на матрицу пробы, выбивая ионы, которые направляются во времяпролётный масс-спектрометр .

Изотоп 249 Cf применяют в научных исследованиях. При работе с ним не требуется защита от нейтронного излучения . Калифорний является самым дорогим металлом в мире.

Физиологическое действие

Радионуклид 252 Cf высокорадиотоксичен. ПДК в воде открытых водоёмов 1,33⋅10 −4 Бк /л.

При поступлении в организм только 0,05 % калифорния попадает в кровь, из этого количества около 65 % попадает в скелет, где он адсорбируется в костной ткани, 25 % — в печень, а остальные 10 % накапливаются в других органах или выводятся из организма .

Излучение калифорния нарушает выработку эритроцитов. Калифорний-249 и калифорний-251 испускают гамма-излучение .

Примечания

  1. CRC contributors. Handbook of Chemistry and Physics (неопр.) / ред. David R. Lide. — 87th ed.. — 2006. — С. 4.56. — ISBN 978-0-8493-0487-3 .
  2. Редкол.: Кнунянц И. Л. (гл. ред.). Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 286. — 671 с. — 100 000 экз.
  3. . Дата обращения: 10 августа 2010. 2 сентября 2010 года.
  4. .
  5. , p. 166.
  6. , p. 1522–1523.
  7. , p. 1526.
  8. Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra A. H. // Nuclear Physics A . — 2003. — Т. 729 . — С. 3—128 . — doi : . — Bibcode : . Открытый доступ
  9. от 10 июля 2007 на Wayback Machine , Republic of France, Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire, Département de Prévention et d'étude des Accidents.
  10. . Дата обращения: 23 августа 2010. 23 августа 2011 года.
  11. от 5 мая 2016 на Wayback Machine
  12. Р. Сильверстейн и др. Спектрометрическая идентификация органических соединений. — 2011. — С. 16—17. — 575 с. — ISBN 978-5-94-774-392-0 .
  13. Людмила Фрадкина (2022.12.02). . MK.RU . из оригинала 31 марта 2023 . Дата обращения: 31 марта 2023 . {{ cite news }} : Проверьте значение даты: |date= ( справка )
  14. ANL contributors. . Argonne National Laboratory (август 2005). 21 июля 2011 года.
  15. , p. 106.

Литература

Ссылки

Источник —

Same as Калифорний