Vikipedi

Kaliforniyum

Kaliforniya Üniversitesi'nde keşfedilmiş bir radyoaktif element

Kaliforniyum, sembolü Cf ve atom numarası 98 olan radyoaktif metalik bir kimyasal elementtir.

berkelyum ← kaliforniyum → aynştaynyum
Dy
↑
Cf
↓
(Uqo)
Hidrojen Helyum
Lityum Berilyum Bor Karbon Azot Oksijen Flor Neon
Sodyum Magnezyum Alüminyum Silisyum Fosfor Kükürt Klor Argon
Potasyum Kalsiyum Skandiyum Titanyum Vanadyum Krom Manganez Demir Kobalt Nikel Bakır Çinko Galyum Germanyum Arsenik Selenyum Brom Kripton
Rubidyum Stronsiyum İtriyum Zirkonyum Niyobyum Molibden Teknesyum Rutenyum Rodyum Paladyum Gümüş Kadmiyum İndiyum Kalay Antimon Tellür İyot Ksenon
Sezyum Baryum Lantan Seryum Praseodim Neodimyum Prometyum Samaryum Evropiyum Gadolinyum Terbiyum Disprozyum Holmiyum Erbiyum Tulyum İterbiyum Lutesyum Hafniyum Tantal Tungsten Renyum Osmiyum İridyum Platin Altın Cıva Talyum Kurşun Bizmut Polonyum Astatin Radon
Fransiyum Radyum Aktinyum Toryum Protaktinyum Uranyum Neptünyum Plütonyum Amerikyum Küriyum Berkelyum Kaliforniyum Aynştaynyum Fermiyum Mendelevyum Nobelyum Lavrensiyum Rutherfordiyum Dubniyum Seaborgiyum Bohriyum Hassiyum Meitneriyum Darmstadtiyum Röntgenyum Kopernikyum Nihoniyum Flerovyum Moskovyum Livermoryum Tennesin Oganesson
98Cf
Görünüş
gümüş renkli
Genel özellikleri
İsim, sembol, numara Kaliforniyum, Cf, 98
Element kategorisi aktinit
Grup, periyot, blok -, 7, f
Standart atom ağırlığı (251) u[1]
Elektron dizilimi [Rn] 5f10 7s2[2]
Enerji seviyesi başına
elektronlar 		2, 8, 18, 32, 28, 8, 2
Fiziksel özellikleri
Faz katı
Yoğunluk (oda sıcaklığında) 15.1g·cm−3[1]
Erime noktası 1173 K,[3] 900 °C,[1] 1652 °F
Atom özellikleri
Oksidasyon durumları (+2), +3, (+4)[4]
Elektronegatifliği 1,3[5]
İyonlaşma enerjileri 1.: 608 kJ·mol−1[6]
Diğer
Mohs sertliği 3–4[7]
CAS kayıt numarası 7440-71-3[1]
En kararlı izotopları
Ana madde: Kaliforniyum izotopları
izo db yö bş be (MeV) bü
248Cf yap 333,5 g α (%100) 6,369 244Cm
KF (%2.9×10−3) 0,0029 -
249Cf sen 352 y α (%100) 6,295 245Cm
KF (%5.0×10−7) 4.4×10−7 -
250Cf sen 13,08 y α (%99.92) 6,129 246Cm
KF (%0.08) 0,077 -
251Cf sen 898 y α 6,172 247Cm
252Cf sen 2,645 y α (%96.91) 6,217 248Cm
KF (%3.09) - -
253Cf sen 17,81 g β− (%99.69) 0,29 253Es
α (%0,31) 6,126 249Cm
254Cf sen 60,5 g KF (%99.69) - -
α (%0,31) 5,930 250Cm}}
İzotoplar için referanslar:[8][9]
Radyoaktivite
Radioaktives Element
Radioaktives Element

Radyoaktif element

İlk kez Şubat 1950'de Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley'deki laboratuvarda küriyumun alfa parçacıkları (helyum iyonları) ile bombardıman edilmesiyle üretildi. Aktinit serisinin dokuzuncu üyesi ve sentezlenen altıncı uranyum ötesi elementtir. Yüksek atom ağırlığına sahip elementler içinde, aynştaynyumun ardından çıplak gözle görülebilecek miktarı üretilebilen ikinci elementtir. Element, keşfedildiği Kaliforniya Üniversitesi ve Kaliforniya eyaletinin onuruna bu şekilde isimlendirildi.

Kaliforniyum normal basınç altında biri 900 °C'nin üstünde ve diğeri 900 °C'nin altında olmak üzere iki farklı kristal yapıda bulunur. Yüksek basınçta üçüncü bir kristal yapı söz konusudur. Kaliforniyum oda sıcaklığında hava ile temas ederse yavaşça matlaşır. Bilinen yirmi izotop içinde kaliforniyum-251 898 yıllık yarı ömrü ile elementin en kararlı izotopudur. Bu kısa yarı ömür elementin yerkabuğunda bulunmadığı anlamını da taşır. Yarı ömrü 2,64 yıl olan kaliforniyum-252 en yaygın olarak kullanılan izotoptur ve ABD'de Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'nda ve Rusya'da da Atom Reaktörleri Araştırma Enstitüsü'nde üretilmektedir.

Kaliforniyum pratik uygulaması olan birkaç uranyum ötesi elementten biridir. Bu uygulamaların çoğunda belli başlı kaliforniyum izotoplarının nötron yayma özelliğinden faydalanılır. Örneğin nükleer reaktörlerin başlatılmasında kaliforniyum kullanılabilir. Ayrıca nötron saçılması ve nötron spektroskopisiyle madde araştırmalarında da nötron kaynağı olarak kullanılır. Bunların dışında kaliforniyum daha yüksek atom ağırlığına sahip elementlerin sentezinde de kullanılır: ununoktiyum (118. element) kaliforniyum-249 atomunun kalsiyum-48 iyonları ile bombardıman edilmesiyle sentezlendi. Kaliforniyumun kullanımı esnasında radyolojik endişeler de dikkate alınmalıdır. Ayrıca elementin iskelet dokudaki biyoakümülasyonu kırmızı kan hücrelerinin oluşumunu bozar.

Özellikleri

değiştir

98 atom numaralı kaliforniyum, periyodik tabloda aktinitler serisinde yer alır. Öncesinde berkelyum ve ardında da aynştaynyum yer alır. Lantanitler serisindeki yapısal analogu disprozyumdur.

Fiziksel özellikleri

değiştir
 
α-Cf'nin kristal yapısı. Bu, katman dizisi ABAC şeklinde olan bir çift hegzagonal sıkı paket yapıdır.(A: yeşil; B: mavi; C: kırmızı).

Kaliforniyum, erime noktası 900 ± 30 °C ve kaynama noktası tahmini 1745 °C olan[10] radyoaktif, gümüşi beyaz renkli, aktinit bir metaldir.[11] Saf metal haldeyken yumuşaktır ve jilet ile kolayca kesilebilir. Kaliforniyum metali 300 °C'nin üstünde vakuma maruz kaldığında buharlaşmaya başlar.[12] 51 K'nin (−220 °C) altında kaliforniyum metali ferromanyetik veya ferrimanyetiktir (mıknatıs gibi davranır), 48 ve 66 K arasında antiferromanyetiktir (bir ara durum) ve 160 K'nin (−110 °C) üzerinde paramanyetiktir (dış bir manyetik alan ona mıknatıslık kazandırır).[12] Kaliforniyum lantanit metalleri ile alaşım oluşturabilir, ancak bu konuda çok az şey bilinmektedir.[12]

Element 1 standart atmosfer basıncı altında iki farklı kristal yapıya sahiptir: çift-hegzagonal sıkı paket (hsp veya dhcp) yapılı alfa (α) ve yüzey merkezli kübik (ymk veya fcc) yapılı beta (β).[not 1] α formu 900 °C'nin altında ve 15,10 g/cm³ yoğunlukla görülür, β formu da 900 °C'nin üstünde ve 8.74 g/cm³ yoğunlukla görülür.[14] 48 GPa basınçta, atomun 5f elektronlarının dekolizasyonu sonucunda β formu ortorombik kristal sisteme dönüşür.[15][not 2]

Bir malzemenin bulk modülü, malzemenin eş dağılımlı bir basınca karşı direncininin ölçüsünü ifade eder. Kaliforniyumun bulk modülü 50 ± 5 GPa'dır. Bu sayı üç değerli lantanit metallerinkine yakınken alüminyum (70 GPa) gibi daha bilindik metallerinkinden küçüktür.[15]

Kimyasal özellikleri ve bileşikleri

değiştir
Ana madde: Kaliforniyum bileşikleri

Kaliforniyum 4, 3 ve 2 değerliklerini gösterir. Bu sayılar bu elementin bir atomunun yapabileceği kimyasal bağ sayısını belirler.[14] Kimyasal yapısı diğer -öncelikli- 3+ değerlikli aktinit elementleri ve periyodik tabloda kaliforniyumun üstünde bulunan lantinit elementi disprozyum ile benzerlik gösterdiği tahmin edilmektedir.[16] Element oda sıcaklığında hava ile temas ederek yavaşça kararır ve matlaşır, ortama nem eklenirse kararma oranı da artar.[14]

Kaliforniyum bileşikleri[11][not 3]
durum bileşik formül renk
+2 kaliforniyum(II) bromür CfBr2 sarı
+2 kaliforniyum(II) iyodür CfI2 koyu mor
+3 kaliforniyum(III) oksit Cf2O3 sarı-yeşil
+3 kaliforniyum(III) florür CfF3 parlak yeşil
+3 kaliforniyum(III) klorür CfCl3 zümrüt yeşili
+3 kaliforniyum(III) iyodür CfI3 limon sarısı
+4 kaliforniyum(IV) oksit CfO2 siyah kahverengi
+4 kaliforniyum(IV) florür CfF4 yeşil

Kaliforniyum hidrojen, azot veya kalkojen (oksijen grubu elementi) ile ısıtıldığında tepkimeye girer. Kuru hidrojen ve sulu mineral asitleriyle girdiği tepkimeler hızlıdır.[14]

Kaliforniyum sadece, kaliforniyum(III) katyonu halindeyken suda çözünebilir. +3 iyonunu çözeltide indirgeme veya oksitleme çalışmaları başarısız olmuştur.[16] Element suda çözülebilir, klorür, nitrat, perklorat ve sülfat oluşturur.[18]

İzotopları

değiştir
Ana madde: kaliforniyum izotopları

Kaliforniyumun tanımlanan yirmi radyoizotopu bulunmaktadır. En kararlı olan kaliforniyum-251'in yarı ömrü 898 yıl, kaliforniyum-249'un 351 yıl, kaliforniyum-250'nin 13,08 yıl ve kaliforniyum-252'nin 2,645 yıldır.[9] Geriye kalan izotopların tamamının yarı ömrü bir yıldan kısa ve bunların çoğunun yarı ömrü de 20 dakikadan daha kısadır.[9] Kaliforniyumun izotoplarının kütle numaraları 237 ile 256 arasındadır.[9]

Kaliforniyum-249 berkelyum-249'un beta bozunumu ile üretilir ve diğer kaliforniyum izotoplarının çoğu berkelyumun bir nükleer reaktörde yoğun nötron radyasyonuna maruz bırakılmasıyla üretilir.[16] Kaliforniyum-251 en uzun ömürlü izotop olmasına rağmen, nötron toplama (yüksek nötron yakalama) eğilimi ve diğer parçacıklarla etkileşime girme (yüksek nötron tesir kesiti) eğilimi sebebiyle, üretim verimi %10'dur.[19]

Kaliforniyum-252 çok güçlü bir nötron yayıcıdır. Bu sebeple son derece radyoaktiftir ve zararlıdır.[20][21][22] Zamanının %96,9'sında alfa bozunumu ile (iki proton ve iki nötron kaybederek) küriyum-248'i oluşturur, geriye kalan %3,1'de kendiliğinden fisyona uğrar.[9] Bir mikrogram (µg) kaliforniyum-252 saniyede 2,3 milyon nötron yayar. Kendiliğinden fisyon başına ortalama ise 3,7 nötrondur.[23] Yarı ömrü 60,5 gün olan kaliforniyum-254 izotopu yalnızca kendiliğinden fisyon yoluyla bazonur. Diğer kaliforniyum izotoplarının çoğu da alfa bozunumu yoluyla küriyum (atom numarası 96) izotoplarına dönüşür.[9]

Tarihi

değiştir
 
Kaliforniyumun ilk kez sentezlenmesinde kullanılan 1.500 mm (60 inç) yarıçaplı siklotron

Kaliforniyum ilk kez 9 Şubat 1950'de (veya o civarlarda) Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley'de Stanley G. Thompson, Kenneth Street, Jr., Albert Ghiorso ve Glenn T. Seaborg tarafından sentezlendi.[24] Takım o güne kadar keşfedilen altıncı uranyum ötesi elementin keşfini 17 Mart 1950'de duyurdu.[25][26][27]

Kaliforniyumun elde edilebilmesi için bir mikrogram ölçüsündeki küriyum-242 (24296Cm) hedefi, Berkeley, Kaliforniya'daki 1.500 mm yarıçaplı siklotronda 35 MeV enerjili alfa parçacıkları (42He) ile bombardıman edildi. Bunun sonucunda kaliforniyum-245 (24598Cf) ve bir de serbest nötron (n) elde edildi.[24] 

Bu deneyde sadece 5.000 kaliforniyum atomu üretilebilmişti[28] ve bu atomların yarı ömürleri 44 dakikaydı.[24]

Kaşifler elementi Kaliforniya ve Kaliforniya Üniversitesi'nin onuruna kaliforniyum olarak isimlendirdiler. Bu element 95, 96 ve 97'nin isimlendirilmesinde kullanılan alışılmış yöntem için bir kırılma teşkil ediyordu. Bu elementlerin isimlendirilmesinde periyodik tabloda bir üstlerinde yer alan elementler için kullanılan yöntem uygulanmıştı.[29] Altıncı periyotta 95. elementin hemen üzerinde yer alan evropiyum, adını keşfedildiği kıtadan aldı, bunun üzerine 95. element de amerikyum olarak isimlendirildi. 96. element, hemen üstünde yer alan ve bilim adamı ve mühendis Johan Gadolin'in onuruna isimlendirilen gadolinyuma benzer şekilde, Marie Curie ve Pierre Curie'nin onuruna küriyum olarak isimlendirildi. Terbiyum keşfedildiği şehrin adını aldı, 97. element de aynı şekilde keşfedildiği şehire atfen berkelyum olarak isimlendirildi.[30] Ancak 98. elementin üstünde yer alan disprozyum basitçe "ulaşması zor" anlamına geliyordu, bu yüzden araştırmacılar bu gayri resmi adlandırma anlaşmasını bir tarafa bırakmaya karar verdiler.[31]

Tartılabilecek miktarda kaliforniyum üretimi ilk kez Idaho Ulusal Laboratuvarı'ndaki Malzeme Test Reaktörü'nde plütonyum hedeflerin radyasyona maruz bırakılmasıyla gerçekleştirildi ve bu bulgular 1954'te rapor edildi.[32] Kaliforniyum-252 izotopunun yüksek kendiliğinden fisyon oranı da bu numunelerde gözlendi. Konsantre şekilde kaliforniyum üzerindeki ilk deneyler 1958'de yapıldı.[24] Kaliforniyum-248'den -252'ye kadar olan izotplarda aynı yıl, bir nükleer reaktörde beş yıl süreyle radyasyona maruz bırak plütonyum-239 numunesinden elde edildi.[11] İki yıl sonra 1960'ta Kaliforniya Üniversitesi Lawrence Radyasyon Laboratuvarı'ndan Burris Cunningham ve James Wallman, kaliforniyumu buhar ve hidroklorik asit ile işleyerek ilk kaliforniyum bileşikleri olan kaliforniyum triklorür, kaliforniyum oksiklorür ve kaliforniyum oksiti yarattılar.[33]

1960'larda Oak Ridge, Tennessee'de bulunan Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'ndaki (ORNL) Yüksek Akılı İzotop Reaktörü'nde (HFIR) toplu halde kaliforniyum üretimine başlandı.[34] 1965'ten beri HFIR nominal olarak yılda 500 miligram kaliforniyum üretmektedir.[35] 1958 Amerika Birleşik Devletleri-Birleşik Krallık Ortak Savunma Antlaşması uyarınca Birleşik Krallık'tan sağlanan plütonyum, kaliforniyum üretimi için kullanıldı.[36]

1970'lerin başlarında ABD Atom Enerjisi Komisyonu endüstriyel ve akademik tüketicilere mikrogramı 10 dolar olmak üzere kaliforniyum-252 satışı yapmıştı[23] ve 1970'ten 1990'a kadar yer yıl ortalama 150 mg kaliforniyum-252 sevkiyatı yapıldı.[37][not 4] Kaliforniyum metali ilk kez 1974'te Haire ve Baybarz tarafından californium(III) oksitin lantan metaliyle indirgenmesi sonucunda elde edildi. Sonuçta mikrometrenin altında bir kalınlıkta mikrogram miktarlarda ince filmler elde ettiler.[38][39][not 5]

Varlığı

değiştir
 
Nükleer denemeler sonucunda açığa çıkan eser miktarda kaliforniyum çevreyi kirletmektedir.

Bilindiği kadarıyla kaliforniyum yeryüzünde doğal olarak bulunmamaktadır. Ancak çeşitli nükleosentezlerin meydana gelmesi sebebiyle uranyum cevherlerinde birkaç dakikalığına da olsa varlığını sürdürebilmesi olasıdır.[41] Mineral araştırmalarında ve tıbbi tedavilerde kaliforniyumu kullanan tesislerin yakınlarında eser miktarlarda kalifornuyum bulunabilir.[42] Element oldukça çözünmez bir görünüm sergiler ancak, çözelti içindeki katı parçacıklara bağlanır; katı parçacıklardaki yoğunluğu katı parçacıkları çevreleyen sudaki yoğunluğundan 500 kat fazla olabilir.[41]

1980 öncesinde havada yapılan nükleer silah denemelerinin sebep olduğu nükleer serpintiler çevredeki kaliforniyum miktarına küçük bir miktar katkı yaptı.[41] Bir nükleer patlama sonrasında havadan alınan numunelerde kütle numaraları 249, 252, 253 ve 254 olan kaliforniyum izotopları gözlemlendi. Kaliforniyum büyük miktarlarda üretilmediğinden ABD Enerji Bakanlığı'nın miras bölgelerindeki başlıca radyoaktif çekirdekler arasında yer almaz.[41][not 6]

Üretimi

değiştir

Kaliforniyum nükleer reaktörlerde ve parçacık hızlandırıcılarda üretilir.[47] Kaliforniyum-250, berkelyum-249'un (24997Bk) nötron ile bombardıman edilmesiyle başlayan bir süreç sonrasında elde edilir. Berkelyum-249'un nötron yakalaması (n,γ) yoluyla berkelyum-250 (25097Bk) oluşur, berkelyum-250 hızlıca beta bozunumuna (β−) uğrayarak kaliforniyum-250'ye (25098Cf) dönüşür. Reaksiyon şu şekilde gösterilebilir:[48]:::::: 

Verilen zaman yarı ömrü temsil etmektedir.

Kaliforniyum-250'nin nötron ile bombardıman edilmesiyle de kaliforniyum-251 ve kaliforniyum-252 izotopları elde edilir.[48]

Amerikyum, küriyum ve plütonyumun uzun süreli nötron radyasyonuna maruz bırakılmasıyla miligramlar ölçüsünde kaliforniyum-252 ve mikrogramlar ölçüsünde de kaliforniyum-249 üretilebilir.[49] 2006 itibarıyla kütle numarası 244'ten 248'e kadar olan küriyum izotoplarının özel reaktörlerde nötron radyasyonuna maruz bırakılmasıyla öncelikli olarak kaliforniyum-252 ve daha az miktarlarda kütle numarası 249'dan 255'e kadar olan izotoplar üretilmektedir.[50]

Mikrogramlar ölçüsünde kaliforniyum-252 ABD Nükleer Düzenleme Komisyonu yoluyla ticari olarak kullanılabilir durumdadır.[47] Biri ABD'deki Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı diğeri de Dimitrovgrad, Rusya'daki Atom Reaktörleri Araştırma Enstitüsü olmak üzere dünyada kaliforniyumun üretildiği iki tesis bulunmaktadır. 2003'ten beri bu iki tesiste sırasıyla 0,25 gram ve 0,025 gram kaliforniyum-252 üretilmektedir.[51] Kaliforniyumun küçük miktarlarda satışı yüksek fiyatları da beraberinde getirir. Kaliforniyum-249'un mikrogramı 160 ABD doları[52] iken kaliforniyum-252'nin mikrogramı 60 dolardır.[53] ABD Enerji Bakanlığı Cf Satış Programı kapsamında kaliforniyum-252'nin ilk yıllardaki (1970'ler) satış fiyatı mikrogram başına 10 dolardı. Fiyat 1987, 1989, 1994, 1998 ve 1999 tarihlerinde sırasıyla 27, 50, 55, 56 ve 60 dolar olmak üzere yükselen bir şekilde güncellendi.[54]

Nükleer fisyon ya da alfa bozunumunun olmadığı bir süreçte uranyum-238'in toplam 15 kez nötron yakalaması sonucunda kayda değer yarı ömürlü üç kaliforniyum izotopu üretilir.[51] Uranyum-238 ile başlayan üretim zincirinin son halkası kaliforniyum-253'tür. Süreç lerlerken plütonyum, amerikyum, küriyum ve berkelyum izotopları ile kütle numarası 249 ile 253 arasında olan kaliforniyum izotopları da belli aşamalarda sürece dahil olur.

 
Uranyum-238'in nötron radyasyonuna maruz kalmasıyla kaliforniyum-252'nin üretimini gösteren akış şeması

Uygulamaları

değiştir
 
252Cf'nin yaydığı nötronun spektrumu.[55]
 
Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'nda yapılan 50 tonluk nakliye varili. Bu varil ile 1 grama kadar 252Cf taşınabilmektedir.[56][57]

Her bir mikrogramından dakikada 139 milyon nötron yayılan kaliforniyum, güçlü bir nötron yayıcı olarak birçok özel uygulamada kendine yer bulur.[23] Bu özelliği kaliforniyumu bazı reaktörler için kullanışlı bir başlangıç nötron kaynağı yapar.[14] Element ayrıca bazı numunelerde eser miktarda bulunan elementlerin miktarının belirlenmesi için yapılan nötron aktivasyon analizinde taşınabilir (reaktör tabanlı olmayan) nötron kaynağı olarak kullanılır.[58][not 7] Kaliforniyumun nötronları, diğer radyoterapi türlerinin etkisiz olduğu belli rahim ağzı ve beyin tümörlerinin tedavisinde de kullanılır.[14] Element Georgia Teknoloji Enstitüsü'nün 1969'da Savannah River Santrali'nden 119 µg kaliforniyum-252 almasından bu yana eğitim uygulamalarında da kullanılmaktadır.[60] Kömür ve çimento endüstrilerinde de kömür analizi ve bulk modülü analizlerinde kullanım alanına sahiptir.

Malzemelere nötron nüfuzu kaliforniyumu yakıt çubuğu tarayıcıları;[14] uçak ve silah parçalarındaki korozyon, kötü kaynaklar ve rutubetin tespitinde kullanılan nötron radyografisi;[61] ve taşınabilir metal dedektörler için oldukça kullanışlı yapar.[62] Nötron nem ölçme cihazları petrol kuyularındaki su ve petrol tabakalarının tayininde kaliforniyum-252'yi kullanır. Taşınabilir nötron kaynağı olduğundan altın ve gümüş madenlerindeki yerinde analiz aşamasında ve yeraltı suyu hareketlerinin tespitinde kullanılmaktadır.[63]

Kaliforniyum-252'nin 1982'deki kullanım şekli dağılımı şu şekildedir; reaktör başlatıcı (%48,3), yakıt çubuğu taraması (%25,3) ve aktivasyon analizi (%19,4).[64] 1994'te de nötron radyografisi %77,4, yakıt çubuğu taraması %12,1 ve reaktör başlatıcı %6,9 şeklinde oldu.[64]

Kaliforniyum-251 çok küçük bir krtik kütleye (yaklaşık 5 kg),[65] yüksek öldürücülüğe ve göreli düşük peryotlu çevre için zehirli radyasyon yayma kapasitesine sahiptir. Kaliforniyumun düşük kritik kütleye sahip olması, elementin kullanımı ile ilgili abartılı iddiaları da beraberinde getirmektedir. Popular Science dergisinin Temmuz 1961 tarihli sayısında yer alan "Facts and Fallacies of World War III" adlı makalede bu durum şu şekilde sunulmuştur; "kaliforniyum atom bombasının bir tabanca mermisinden daha büyük olması gerekmez. Temas anında 10 ton TNT gücüyle patlayacak mermiler ateşleyen bir altıpatlar yapabilirsiniz."[66]

Ekim 2006'da Dubna, Rusya'daki Ortak Nükleer Araştırma Enstitüsünde, araştırmacılar kaliforniyum-249'u kalsiyum-48 ile bombardıman ederek oganessonu (118. element) keşfettiklerini duyurdular. Oganesson şimdiye dek sentezlenen en ağır elementtir. Bu deneydeki hedef yaklaşık 10 mg kaliforniyum-249 içeriyordu.[67][68][69] Kaliforniyum başka uranyum ötesi elementlerin keşiflerinde de kullanılmıştı; örneğin 103. element (daha sonra lavrensiyum olarak isimlendirildi) 1961'de kaliforniyumun bor çekirdeği ile bombardımanı sonucunda sentezlenmişti.[70]

Güvenlik

değiştir

İskelet dokuda biriken kaliforniyum, radyasyon yayarak vücudun kırmızı kan hücresi üretme kabiliyetini bozar.[71] Element yüksek radyoaktifliği ve doğada düşük yoğunlukta bulunması sebebiyle herhangi bir organizma üzerinde doğal biyolojik bir rol oynamaz.[42]

Kaliforniyum vücuda kontamine yiyecek veya içeceklerin sindirilmesiyle veya elementin asılı kaldığı havanın solunmasıyla girebilir. Vücuda girmesinin ardından kaliforniyumun sadece %0,05'i kan dolaşımına karışır. Yaklaşık %65'i iskelette, %25'i karaciğerde birikir geri kalanı da ya diğer organlarda birikir ya da, büyük oranda idrarla olmak üzere, dışarı atılır. İskelet ve karaciğerde biriken kaliforniyumun yarısı sırasıyla elli ve yirmi yılda gider. İskeletteki kaliforniyum kemik boyunca yayılmadan önce kemik yüzeyine bağlanır.[41]

Elementin vücuda alınması en tehlikeli durum olmakla birlikte, kaliforniyum-249 ve kaliforniyum-251 gama ışınımı yoluyla vücut dışından da doku yıkımına sebep olabilir. Kemikte ve karaciğerde kaliforniyumun saldığı iyonize radyasyon kansere sebebiyet verebilir.[41]

Notlar

değiştir
  1. ^ Bir çift hegzagonal sıkı paket (dhcp) birim hücresi, ortak bir hegzagonal yüzeyi paylaşan iki hegzagonal sıkı paket yapı içerir. Katman dizisi de ABACABAC şeklindedir.[13]
  2. ^ Daha düşük kütleli üç plütonyum ötesi element—amerikyum, küriyum ve berkelyum—, 5f elektronlarını yeniden konumlandırabilmek için daha düşük basınca ihtiyaç duyar.[15]
  3. ^ Diğer +3 oksidasyon durumları sülfür ve metalosen bileşiklerini içerir.[17] +4 oksidasyon durumundaki bileşikler güçlü oksitleyici ajanlardır, +2 durumundakilerde güçlü indirgeyici ajanlardır.[11]
  4. ^ 1974 Enerji Yeniden Yapılandırma Antlaşması uygulamaya konulduğunda Atom Enerji Komisyonu'nun yerini Nükleer Düzenleme Komisyonu aldı. Kaliforniyum-252'nin fiyatı NRC tarafından sürekli olarak yükseltildi ve 1999'da mikrogramı 60 ABD dolarını buldu (bu fiyata muhafaza ve ulaşım masrafları dahil değildir).[23]
  5. ^ 1975'te başka bir makalede, önceki yıl hegzagonal bileşik Cf2O2S ve yüzey merkezli kübik bileşik CfS olarak kaliforniyum metalinin hazırlandığı belirtilmektedir.[40] 1974'teki çalışma 1976'da doğrulandı ve kaliforniyum metali üzerine çalışmalar devam etti.[38]
  6. ^ 1956'daki bir makalede, bazı süpernovaların spektrumunda, muhtemelen kaliforniyum-254'ün bozunmasının sebep olduğu elektromanyetik emisyon gözlendiği rapor edildi.[43][44] Bu sonuç 1959'da tartışmaya açıldı[45] ve hemen ardından, kaliforniyumla ilgili yeterli miktarda bozunum ürünü olmaması sebebiyle yanlış olarak kabul edildi.[46]
  7. ^ 1990 itibarıyla, daha az ısı ve gaz üreten ve boyutları daha küçük olan kaliforniyum, plütonyum-berilyum nötron kaynaklarının yerini aldı.[59]

Kaynakça

değiştir
  1. ^ a b c d CRC 2006, s. 4.56
  2. ^ CRC 2006, s. 1.14
  3. ^ Greenwood 1997, s. 1263
  4. ^ Greenwood 1997, s. 1265
  5. ^ Emsley 1998, s. 50
  6. ^ CRC 2006, s. 10.204
  7. ^ CRC 1991, s. 254
  8. ^ CRC 2006, s. 11.196
  9. ^ a b c d e f NNDC contributors (2008). Sonzogni, Alejandro A. (Database Manager) (Ed.). "Chart of Nuclides". National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. 23 Haziran 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 1 Mart 2010. 
  10. ^ Haire 2006, s. 1522–1523
  11. ^ a b c d Jakubke 1994, s. 166
  12. ^ a b c Haire 2006, s. 1526
  13. ^ Szwacki 2010, s. 80
  14. ^ a b c d e f g O'Neil 2006, s. 276
  15. ^ a b c Haire 2006, s. 1522
  16. ^ a b c CRC 2006, s. 4.8
  17. ^ Cotton 1999, s. 1163
  18. ^ Seaborg 2004
  19. ^ Haire 2006, s. 1504
  20. ^ Hicks, D. A.; Ise, John; Pyle, Robert V. (1955). "Multiplicity of Neutrons from the Spontaneous Fission of Californium-252". Physical Review. Cilt 97 (2 bas.). ss. 564-565. doi:10.1103/PhysRev.97.564. 
  21. ^ Hicks, D. A.; Ise, John; Pyle, Robert V. (1955). "Spontaneous-Fission Neutrons of Californium-252 and Curium-244". Physical Review. Cilt 98 (5 bas.). ss. 1521-1523. doi:10.1103/PhysRev.98.1521. 
  22. ^ Hjalmar, E.; Slätis, H.; Thompson, S.G. (1955). "Energy Spectrum of Neutrons from Spontaneous Fission of Californium-252". Physical Review. Cilt 100 (5 bas.). ss. 1542-1543. doi:10.1103/PhysRev.100.1542. 
  23. ^ a b c d Martin, R. C.; Knauer, J. B.; Balo, P. A. (1999). "Production, Distribution, and Applications of Californium-252 Neutron Sources". Applied Radiation and Isotopes. Cilt 53 (4–5 bas.). s. 785. doi:10.1016/S0969-8043(00)00214-1. PMID 11003521. 4 Ekim 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 6 Ekim 2020. 
  24. ^ a b c d Cunningham 1968, s. 103
  25. ^ Thompson, S. G. (1950). "Element 98". Physical Review. Cilt 78 (3 bas.). s. 298. doi:10.1103/PhysRev.78.298.2. 6 Nisan 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 2 Ağustos 2011. 
  26. ^ Thompson, S. G. (1950). "The New Element Californium (Atomic Number 98)" (PDF). Physical Review. Cilt 80 (5 bas.). s. 790. doi:10.1103/PhysRev.80.790. 8 Mart 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 2 Ağustos 2011. 
  27. ^ Street, K., Jr.; Thompson, S. G.; Seaborg, G. T. (1950). "Chemical Properties of Californium" (PDF). Journal of the American Chemical Society. Cilt 72 (10 bas.). s. 4832. doi:10.1021/ja01166a528. 19 Ocak 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 2 Ağustos 2011. 
  28. ^ Seaborg 1996, s. 82
  29. ^ Weeks 1968, s. 849
  30. ^ Weeks 1968, s. 848
  31. ^ Heiserman 1992, s. 347
  32. ^ Diamond, H.; ve diğerleri. (1954). "Identification of Californium Isotopes 249, 250, 251, and 252 from Pile-Irradiated Plutonium". Physical Review. Cilt 94 (4 bas.). s. 1083. doi:10.1103/PhysRev.94.1083. 
  33. ^ "Element 98 Prepared". Science News Letters. Cilt 78 (26 bas.). Aralık 1960. 
  34. ^ "The High Flux Isotope Reactor". Oak Ridge National Laboratory. 28 Eylül 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 22 Ağustos 2010. 
  35. ^ Osborne-Lee 1995, s. 11
  36. ^ "Plutonium and Aldermaston – an Historical Account" (PDF). UK Ministry of Defence. 4 Eylül 2001. s. 30. 13 Aralık 2006 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 15 Mart 2007. 
  37. ^ Osborne-Lee 1995, s. 6
  38. ^ a b Haire 2006, s. 1519
  39. ^ Haire, R.G.; Baybarz, R.D. (1974). "Crystal Structure and Melting Point of Californium Metal". Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry. Cilt 36 (6 bas.). s. 1295. doi:10.1016/0022-1902(74)80067-9. 
  40. ^ Zachariasen, W. (1975). "On Californium Metal". Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry. Cilt 37 (6 bas.). ss. 1441-1442. doi:10.1016/0022-1902(75)80787-1. 
  41. ^ a b c d e f ANL contributors (Ağustos 2005). "Human Health Fact Sheet: Californium" (PDF). Argonne National Laboratory. 2 Nisan 2015 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 2 Ağustos 2011. 
  42. ^ a b Emsley 2001, s. 90
  43. ^ Burbidge, G. R.; ve diğerleri. (1956). "Californium-254 and Supernovae" (PDF). Physical Review. Cilt 103 (5 bas.). s. 1145. doi:10.1103/PhysRev.103.1145. 14 Mart 2012 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 2 Ağustos 2011. 
  44. ^ Baade, W.; Burbidge, R.; Hoyle, F. (1956). "Supernovae and Californium 254". Publications of the Astronomical Society of the Pacific. Cilt 68. s. 296. Bibcode:1956PASP...68..296B. doi:10.1086/126941. 
  45. ^ Anders, E. (1959). "Californium-254, Iron-59, and Supernovae of Type I". Astrophysical Journal. Cilt 129. s. 327. Bibcode:1959ApJ...129..327A. doi:10.1086/146624. 
  46. ^ Ruiz-Lapuente 1996, s. 274
  47. ^ a b Krebs 2006, ss. 327–328
  48. ^ a b Heiserman 1992, s. 348
  49. ^ Cunningham 1968, s. 105
  50. ^ Haire 2006, s. 1503
  51. ^ a b NRC 2008, s. 33
  52. ^ Informationen zum Element Californium bei www.speclab.com 20 Ekim 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. (engl.); Zugriff: 22. September 2008.
  53. ^ Martin, Rodger C.; Kos, Steven E. (2008). "Applications and Availability of Californium-252 Neutron Sources for Waste Characterization" (PDF) (İngilizce). Oak Ridge, Tennessee: Oak Ridge National Laboratory. s. 5. 6 Ekim 2012 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Temmuz 2011. 
  54. ^ Martin, R.C.; Knauer, J.B.; Balo, P. A. (30 Eylül 1999). "Production, Distribution, and Applications of Californium-252 Neutron Sources" (PDF). Chemical Technology Division (İngilizce). Oak Ridge, TN: Oak Ridge National Laboratory. s. 8. 26 Eylül 2012 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Temmuz 2011. 
  55. ^ K. Anderson, J. Pilcher, H. Wu, E. van der Bij, Z. Meggyesi, J. Adams: „Neutron Irradiation Tests of an S-LINK-over-G-link System“ (21. November 1999); PDF 18 Ocak 2012 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi..
  56. ^ Seaborg 1994, s. 245
  57. ^ Shuler, James (2008). "DOE Certified Radioactive Materials Transportation Packagings" (PDF). United States Department of Energy. s. 1. 15 Ekim 2011 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 2 Ağustos 2011. 
  58. ^ Martin, R. C. (24 Eylül 2000). "Applications and Availability of Californium-252 Neutron Sources for Waste Characterization" (PDF). Spectrum 2000 International Conference on Nuclear and Hazardous Waste Management. Chattanooga, Tennessee. 26 Eylül 2012 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 2 Mayıs 2010. 
  59. ^ Seaborg 1990, s. 318
  60. ^ Osborne-Lee 1995, s. 33
  61. ^ Osborne-Lee 1995, ss. 26–27
  62. ^ "Will You be 'Mine'? Physics Key to Detection". Pacific Northwest National Laboratory. 25 Ekim 2000. 18 Şubat 2007 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Mart 2007. 
  63. ^ Davis, S. N.; Thompson, Glenn M.; Bentley, Harold W.; Stiles, Gary (2006). "Ground-Water Tracers — A Short Review". Ground Water. Cilt 18 (1 bas.). ss. 14-23. doi:10.1111/j.1745-6584.1980.tb03366.x. 
  64. ^ a b Osborne-Lee 1995, s. 12
  65. ^ "Evaluation of nuclear criticality safety data and limits for actinides in transport" (PDF). Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire. s. 16. 18 Kasım 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 20 Aralık 2010. 
  66. ^ Corporation, Bonnier (Temmuz 1961). "Facts and Fallacies of World War III". Popular Science. Cilt 179 (1 bas.). s. 180. ISSN 0161-7370. 25 Mayıs 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Eylül 2012. 
  67. ^ Oganessian, Yu. Ts.; ve diğerleri. (2006). "Synthesis of the isotopes of elements 118 and 116 in the californium-249 and 245Cm+48Ca fusion reactions". Physical Review C. Cilt 74 (4 bas.). ss. 044602-044611. Bibcode:2006PhRvC..74d4602O. doi:10.1103/PhysRevC.74.044602. 
  68. ^ Sanderson, K. (17 Ekim 2006). "Heaviest element made – again". Nature News. Nature. doi:10.1038/news061016-4. 
  69. ^ Schewe, P. (17 Ekim 2006). "Elements 116 and 118 Are Discovered". Physics News Update. American Institute of Physics. 3 Aralık 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 19 Ekim 2006. 
  70. ^ "Element 103 Synthesized". Science News-Letter. Cilt 79 (17 bas.). Nisan 1961. s. 259. 
  71. ^ Cunningham 1968, s. 106

Bibliyografi

değiştir
"https://tr.wiki.x.io/w/index.php?title=Kaliforniyum&oldid=34433820" sayfasından alınmıştır