Californium
Inhoudsopgave
Wat is Californium?
Californium is een element met atoomnummer 98 en symbool Cf. het is een radioactief element dat tot de actiniden behoort. Het element is vernoemd naar de universiteit van Californië. Het is een grijs of zilverwit metaal met een dichtheid groter dan lood. Californium komt niet vrij voor in de natuur. Het kan alleen gemaakt worden met behulp van deeltjesversnellers en kernreactoren. Californium is ook een bijproduct bij de productie van plutonium en het ontstaat bij verschillende routes van radioactief verval en neutroneninvanging van andere elementen. Californium-249, een isotoop van Californium ontstaat door bèta verval van Berkelium-249. De zwaardere isotopen worden met behulp van intense neutronenstraling gemaakt in kernreactoren.
Californium-251 is het meest stabiele isotoop, het heeft een halfwaardetijd van 898 jaar. Uitgaande van de korte halfwaardetijd komt het element niet voor in de korst van de Aarde. Het meest voorkomende isotoop is Californium-252. Californium is nog nooit in de natuur aangetroffen maar het is niet uitgesloten dat het in zeer kleine hoeveelheden in sommige uraniumertsen voorkomt. Er is gesuggereerd dat het element kan ontstaan bij sterexplosies maar dat is tot op heden niet bevestigd.
Gegevens
| Symbool | Cf |
| Volledige naam | Californium |
| Atoomnummer | 98 |
| Atoommassa (u) | 251 |
| Groep | Actiniden |
| Elektronegativiteit (Pauling) | 1,3 |
| Dichtheid (g.cm-3 bij 20°C) | 15,1 |
| Smeltpunt (°C) | 900 |
| Kookpunt (°C) | 1470 |
| Vanderwaalsstraal (nm) | — |
| Ionstraal (nm) | — |
| Isotopen | — |
| Elektronenconfiguratie | [Rn]5f107s2 |
| Eerste ionisatiepotentiaal (kJ.mol-1 ) | 608 |
| Standaard potentiaal (V) | — |
| Ontdekt door | Lawrence Berkeley National Laboratory in Californië (1950) |
Bohr-Rutherford diagram
Isotopen
| Nuclide | Isotopische massa (u) | Halveringstijd |
|---|---|---|
| 237Cf | 237,06207 | 2,1 s |
| 238Cf | 238,06141 | 21,1 ms |
| 239Cf | 239,06242 | 60 s |
| 240Cf | 240,06230 | 1,06 min |
| 241Cf | 241,06373 | 3,78 min |
| 242Cf | 242,06370 | 3,49 min |
| 243Cf | 243,06543 | 10,7 min |
| 244Cf | 244,06600 | 19,4 min |
| 245Cf | 245,06804 | 45,0 min |
| 246Cf | 246,06880 | 35,7 uur |
| 247Cf | 247,07100 | 3,11 uur |
| 248Cf | 248,07218 | 333,5 dagen |
| 249Cf | 249,07485 | 351 jaar |
| 250Cf | 250,07640 | 13,08 jaar |
| 251Cf | 251,07958 | 900 jaar |
| 252Cf | 252,08162 | 2,645 jaar |
| 253Cf | 253,08513 | 17,81 dagen |
| 254Cf | 254,08732 | 60,5 dagen |
| 255Cf | 255,09105 | 85 min |
| 256Cf | 256,09344 | 12,3 min |
Californium werd onder laboratoriumcondities geproduceerd door curium te bombarderen met heliumionen oftewel alpha deeltjes. Het element werd in 1950 ontdekt aan de universiteit van Californië.
Californium is radioactief en daarom een gevaar als het in contact komt met het menselijk lichaam. De isotopen Californum-251 en Californium-249 zenden echter ook zeer schadelijke gammastraling uit. De belangrijkste bronnen voor blootstelling zijn water en voedsel dat isotopen van californium bevat, evenals het inademen van met californium vervuild stof. Gezien californium gemakkelijker het lichaam binnendringt tijdens inademen, in tegenstelling tot bij inname, kunnen de twee blootstellingsroutes belangrijk blijken. Kanker is een belangrijk gezondheidsprobleem. Het kan ontstaan door californium isotopen die ioniserende straling uitzenden. Californium kan worden afgezet in de lever en op de botten.
Onder druk bij een temperatuur onder of boven 900 °C komen er 2 kristallijne vormen van het element voor. Een derde vorm ontstaat alleen bij hoge druk. Bij kamertemperatuur zal het element onder invloed van lucht langzaam dof worden.
Er zijn een aantal toepassingen van californium en zijn isotopen. Californium-252 is een neutronenemitter die gebruikt kan worden analyse m.b.v. neutronenactivering. Ook is het een bron van neutronen tijdens de opstart van nucleaire reactoren.
Analyse m.b.v. neutronenactivatie kan gebruikt worden om de hoeveelheid van een element in een materiaal te bepalen. Daarnaast worden californiumneutronen gebruikt bij de behandeling van sommige vormen van hersenkanker en baarmoederhalskanker die met andere soorten bestraling niet behandeld kunnen worden.
Californium wordt ook gebruikt in analyzers in de cement en steenkoolindustrie. Het vermogen van californiumneutronen om door materialen heen te dringen is ook gebruikt in de wapenindustrie, om ingevangen water te detecteren en voor het opsporen van zwakke lasnaden en roest. Ook wordt het gebruikt in draagbare metaaldetectoren.
Californium-252 wordt gebruikt voor het opsporen van olie- en waterlagen in oliebronnen en om de beweging van grondwater te meten, als neutronenbron voor het direct analyseren van zilver en goud.
Spectra
Absorptiespectrum
Emissiespectrum
