Californium

Isotop	NH	t_1/2	ZM	ZE MeV	ZP
²⁴⁷Cf	{syn.}	3,11 h	ε	0,646	²⁴⁷Bk
²⁴⁷Cf	{syn.}	3,11 h	α	6,527	²⁴³Cm
²⁴⁸Cf	{syn.}	333,5 d	α	6,361	²⁴⁴Cm
²⁴⁸Cf	{syn.}	333,5 d	SF	?	?
²⁴⁹Cf	{syn.}	351 a	α	6,295	²⁴⁵Cm
²⁵⁰Cf	{syn.}	13,08 a	α	6,128	²⁴⁶Cm
²⁵⁰Cf	{syn.}	13,08 a	SF	?	?
²⁵¹Cf	{syn.}	898 a	α	6,176	²⁴⁷Cm
²⁵²Cf	{syn.}	2,645 a	α	6,217	²⁴⁸Cm
²⁵²Cf	{syn.}	2,645 a	SF	?	?
²⁵³Cf	{syn.}	17,81 d	β-	0,285	²⁵³Es
²⁵³Cf	{syn.}	17,81 d	α	6,124	²⁴⁹Cm
²⁵⁴Cf	{syn.}	60,5 d	SF	?	?
²⁵⁴Cf	{syn.}	60,5 d	α	5,926	²⁵⁰Cm

Sicherheitshinweise

Gefahrstoffkennzeichnung ^[1] Keine Einstufung verfügbar
R- und S-Sätze	R: siehe oben
R- und S-Sätze	S: siehe oben

weitere Sicherheitshinweise

Radioaktivität

Radioaktives Element

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Californium ist ein ausschließlich künstlich erzeugtes chemisches Element mit dem Symbol Cf und der Ordnungszahl 98 im Periodensystem der Elemente. Es gehört zur Gruppe der Actinoide (7. Periode, f-Block) und zählt auch zu den Transuranen. Californium wurde nach dem Staat bzw. der Universität von Kalifornien benannt, wo es entdeckt wurde.

Inhaltsverzeichnis

1 Geschichte
2 Vorkommen
3 Herstellung
4 Eigenschaften
- 4.1 Physikalische Eigenschaften
- 4.2 Chemische Eigenschaften
5 Isotope
6 Verwendung
7 Verbindungen
- 7.1 Oxide
- 7.2 Halogenide
8 Einzelnachweise
9 Literatur
10 Weblinks

[Bearbeiten] Geschichte

Kalifornien mit der Lage von Berkeley

Glenn T. Seaborg

Californium wurde zum ersten Mal an der Universität von Californien in Berkeley von Stanley G. Thompson, Kenneth Street, Jr., Albert Ghiorso und Glenn T. Seaborg im 60-Inch-Cyclotron erzeugt. Es war das sechste Transuran, das entdeckt wurde. Die Entdeckung wurde am 19. Juni 1950 zeitgleich mit der des Berkelium veröffentlicht.^[2]^[3]^[4]

Um es zu produzieren, wurde ein ²⁴²Cm-Target in einem Cyclotron mit beschleunigten α-Teilchen einer Energie von 35 M eV beschossen. Dabei entsteht ²⁴⁵Cf und ein freies Neutron.

$\mathrm{^{242}_{\ 96}Cm\;+\;^{4}_{2}He\;\;\xrightarrow\;\;^{245}_{\ 98}Cf\;+\;^{1}_{0}n}$

[Bearbeiten] Vorkommen

Das langlebigste Isotop ²⁵¹Cf besitzt eine Halbwertszeit von 898 Jahren. Aus diesem Grund ist das gesamte primordiale Californium, das die Erde bei ihrer Entstehung enthielt, mittlerweile zerfallen.

[Bearbeiten] Herstellung

Die Herstellung geschieht meist durch eine Kette von Neutroneneinfängen von Plutonium und Zerfällen in Kernreaktoren, die über Berkelium zu den Californiumisotopen führen.

[Bearbeiten] Eigenschaften

[Bearbeiten] Physikalische Eigenschaften

Das Element konnte in wägbaren Mengen (wenige Mikrogramm) als Metall gewonnen werden. ²⁵¹Cf hat eine sehr kleine kritische Masse, dadurch wurden Spekulationen ausgelöst, dass es möglich wäre, enorm kleine Atombomben zu bauen. Es dürfte jedoch sehr schwer sein, Bomben mit einem Gewicht von unter 2 kg zu bauen, von den enormen Kosten ganz abgesehen. Laut Angabe der National Geographic Deutschland (Juli 2002) im Bericht über Atommüll wird über einen Grammpreis von 62 Millionen € spekuliert.

[Bearbeiten] Chemische Eigenschaften

Das silberglänzende Schwermetall ist wie alle Actinoide sehr reaktionsfähig. In wässriger Lösung ist es fast stets dreiwertig, aber auch die vierwertige und zweiwertige Stufe sind bekannt. In wässriger Lösung sind sowohl das Cf³⁺- als auch das Cf⁴⁺-Ion grün gefärbt.^[5]

[Bearbeiten] Isotope

Von Californium gibt es 20 durchweg radioaktive Isotope. Die langlebigsten sind ²⁵¹Cf (Halbwertszeit 898 Jahre), ²⁴⁹Cf (351 Jahre), ²⁵⁰Cf (13 Jahre) und ²⁵²Cf (2,645 Jahre). Die Halbwertszeiten der restlichen Isotope liegen im Bereich von Millisekunden bis Stunden oder Tagen.

→ Liste der Californiumisotope

[Bearbeiten] Verwendung

Am interessantesten ist das Isotop ²⁵²Cf. Es unterliegt der Spontanspaltung und wird in allen Anwendungen als Neutronenquelle verwendet (1 µg strahlt pro Minute 170 Millionen Neutronen ab). Es stehen dadurch mobile und tragbare Neutronenquellen zur Verfügung.

Es wird verwendet in der

Medizin zur Krebsbehandlung
Industrie (Materialdiagnostik, "On the Spot" Neutronenaktivierungsanalyse)
Zur Feuchtenmessung in Ölquellen
Auffinden von Sprengstoffen.
Anfahrquelle in Kernreaktoren

Im Oktober 2006 wurde bekanntgegeben, dass durch den Beschuss von ²⁴⁹Cf durch ⁴⁸Ca das bisher schwerste Element Ununoctium (Element 118) erzeugt wurde^[6], nachdem eine früher bekanntgegebene Entdeckung von Ununoctium vermutlich gefälscht war und zurückgezogen wurde.

[Bearbeiten] Verbindungen

Folgende Verbindungen des Californiums sind bekannt:^[7]

[Bearbeiten] Oxide

Californium(III)-oxid (Cf₂O₃)
Californium(IV)-oxid (CfO₂)

[Bearbeiten] Halogenide

Californium(III)-fluorid (CfF₃)
Californium(IV)-fluorid (CfF₄)
Californium(II)-chlorid (CfCl₂)
Californium(III)-chlorid (CfCl₃)
Californium(III)-bromid (CfBr₃)
Californium(II)-iodid (CfI₂)
Californium(III)-iodid (CfI₃)

[Bearbeiten] Einzelnachweise

↑ In Bezug auf ihre Gefährlichkeit wurde die Substanz von der EU noch nicht eingestuft, eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
↑ S. G. Thompson, K. Street Jr., A. Ghiorso, and G. T. Seaborg: The New Element Californium (Atomic Number 98), Phys. Rev. 1950, 80, 790–796; doi:10.1103/PhysRev.80.790.
↑ The New Element Californium (Atomic Number 98); Abstract.
↑ The New Element Californium (Atomic Number 98); Maschinoskript (19. Juni 1950).
↑ Arnold F. Holleman, Nils Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Auflage, de Gruyter, Berlin 2007, S. 1956. ISBN 978-3-11-017770-1.
↑ Yu. Ts. Oganessian et al. "Synthesis of the isotopes of elements 118 and 116 in the 249Cf and 245Cm+48Ca fusion reactions". Physical Review C, 9. Oktober 2006.
↑ WebElements (Californium)

[Bearbeiten] Literatur

Arnold F. Holleman, Nils Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Auflage, de Gruyter, Berlin 2007. ISBN 978-3-11-017770-1.
L. R. Morss, N. M. Edelstein, J. Fuger: The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, Dordrecht 2006. ISBN 1-4020-3555-1.