Cesko.wiki Kalifornium
Author
Albert FloresKalifornium je umělý chemický prvek se symbol em Cf a atomovým číslem 98. Byl poprvé syntetizován v roce 1950 v laboratoři na Kalifornské univerzitě v Berkeley týmem Emilio Segrèho. Prvek byl pojmenován podle státu Kalifornie, kde byl objeven. Jeho izotopy mají krátkou poločas rozpadu, což z nich činí radioaktivní materiál. Kalifornium se běžně nepoužívá v praxi, ale vědci ho využívají ve výzkumu a v některých speciálních aplikacích. Patří mezi transuranové prvky a je nejlehčím z nich, který byl objeven. Kalifornium má využití v neutronové terapii při léčbě nádorů, v průmyslu při zkoumání materiálů, a také v detektorech kovů a v račím běhu, což je termín pro dohledávání objektů do niche neumíme nebo nemůžeme fyzicky vstoupit. Bylo také navrženo použití kalifornia v atomových bateriích a jako zdroji termoelektrické energie pro kosmické lety. Získávání kalifornia je obtížné a komplikované, protože se jedná o vysoce radioaktivní prvek. Současně je také nákladné. Kalifornium se v přírodě nevyskytuje a pro výzkum a průmyslové využití je nutné ho vyrobit uměle.
Kalifornium (chemická značka Cf) je desátý člen řady aktinoidů, šestý transuran, silně radioaktivní kovový prvek, připravovaný uměle ozařováním jader curia, který se v přírodě nevyskytuje.
Pro kalifornium za běžného tlaku existují tři krystalické formy: jedna nad a jedna pod 900 °C (1650 °F). Třetí forma existuje při vysokém tlaku. +more Kalifornium se na vzduchu při pokojové teplotě pokrývá vrstvou oxidu. Sloučeninám kalifornia dominuje oxidační stav +3. Nejstabilnějším z dvaceti známých izotopů kalifornia je kalifornium-251, jehož poločas rozpadu je 898 let. Tento krátký poločas znamená, že se prvek v zemské kůře nenachází ve významném množství. Kalifornium-252, s poločasem rozpadu asi 2 645 let, je pozorován emisní spektroskopií u zbytků supernov z čehož lze opatrně hypoteticky usoudit že exploze supernovy je vždy vyvolána nahromaděním kritického poměru štěpného materiálu právě 252Cf. Zároveň je nejběžnějším izotopem kalifornia vytvořeným člověkem a vyrábí se v národním parku Oak Ridge National. Laboratoř ve Spojených státech a Výzkumný ústav atomových reaktorů v Rusku.
Kalifornium je jedním z mála transuranů, které mají praktické využití. Většina z těchto aplikací využívá schopnosti určitých izotopů kalifornia k emisi neutronů. +more Kalifornium lze použít například k nastartování jaderných reaktorů a používá se jako zdroj neutronů při studiu materiálů pomocí neutronové difrakce a neutronové spektroskopie. Kalifornium lze také použít pro jadernou syntézu těžších prvků; oganesson byl syntetizován bombardováním izotopu kalifornia-249 ionty vápníku-48. Při práci s kaliforniem je nutno dbát na dostatečnou ochranu, protože má schopnost narušit tvorbu červených krvinek bioakumulací v kosterní tkáni.
Fyzikálně-chemické vlastnosti
Kalifornium je stříbřitě bílý aktinidový kov s bodem tání 900 ± 30 °C (1 650 ± 50 °F) a odhadovanou teplotou varu 1 745 K (1 470 °C; 2 680 °F). Čistý kov je tvárný a lze ho snadno řezat žiletkou. +more Ve vakuu se kalifornium začne odpařovat nad teplotou 300 °C. Pod 51 K (−222 °C; −368 °F) je buď feromagnetický nebo ferimagnetický (chová se jako magnet), mezi 48 a 66 K je antiferomagnetický (mezilehlý stav) a nad 160 K (−113 °C; −172 °F) je paramagnetický (vnější magnetické pole jej může učinit magnetickým). Vytváří slitiny s kovy lanthanoidů, ale o výsledných materiálech je známo jen málo.
Prvek má při standardním atmosférickém tlaku dvě krystalické formy: dvojitě hexagonální uzavřenou formu nazvanou alfa (α) a kubickou formu zaměřenou na označenou beta (β). Forma α existuje pod 600-800 °C s hustotou 15,10 g / cm3 a forma β existuje nad 600-800 °C s hustotou 8,74 g / cm3. +more Při tlaku 48 GPa se forma β mění na orthorombický krystalický systém v důsledku delokalizace atomů 5f elektronů, což je uvolňuje k vazbě.
Sypný modul materiálu je měřítkem jeho odolnosti vůči rovnoměrnému tlaku. U kalifornia je objemový modul 50 ± 5 GPa, což je podobné trojmocným kovům lanthanoidu, ale menší než užívanější kovy, jako je hliník (70 GPa).
Historie
Kalifornium bylo poprvé připraveno 17. +more března 1950 bombardováním izotopu curia 242Cm částicemi α v cyklotronu jaderné laboratoře kalifornské univerzity v Berkeley. Vznikl tak izotop 245Cf s poločasem rozpadu 44 minut. Za jeho objevitele jsou označováni Glenn T. Seaborg, Stanley G. Thompson a Albert Ghiorso, kteří jej pojmenovali podle federálního státu USA, Kalifornie, v němž bylo poprvé syntetizováno.
: p=242|b=96|a=rCm + p=4|b=2He → p=245|b=98|a=rCf + p=1|b=0n
Izotopy
Je známo 20 izotopů kalifornia, z nichž jsou nejstabilnější 251Cf s poločasem přeměny 898 let, 249Cf s poločasem 351 let a 250Cf s poločasem 13 let. Všechny zbývající radioaktivní izotopy mají poločas přeměny menší než 3 roky.
Využití
Praktické využití nachází kalifornium především jako silný zdroj neutronů. * Kalifornium slouží pro nastartování řetězové reakce v jaderném reaktoru při jeho prvním uvádění do provozu. +more * V lékařství je kalifornium používáno pro ozařování rakovinných nádorů. * Při kontrole vad materiálů je kalifornium zdrojem stabilního neutronového toku, který po průchodu testovaným materiálem (součásti letadel, turbíny, tlakové nádoby) poskytuje informaci o možných skrytých vadách jako trhliny, zlomy, oslabená místa a podobně.
Odkazy
Reference
Literatura
Cotton F. A., Wilkinson J.: Anorganická chemie, souborné zpracování pro pokročilé, ACADEMIA, Praha 1973 * N. N. Greenwood - A. Earnshaw, Chemie prvků II. 1. díl, 1. vydání 1993
Související články
Externí odkazy
Kategorie:Chemické prvky Kategorie:Kovy Kategorie:Aktinoidy Kategorie:Transurany