Изотопы калифорния - Isotopes of californium

Основные изотопы калифорний  (₉₈Cf)

Изотоп Разлагаться изобилие период полураспада (т1/2) Режим продукт ^248Cf син 333,5 г α (100%) ^244См SF  (2.9×10^−3%) – ^249Cf син 351 год α (100%) ^245См SF (5,0 × 10^−7%) – ^250Cf син 13.08 г. α (99,92%) ^246См SF (0,08%) – ^251Cf син 898 лет α ^247См ^252Cf син 2.645 года α (96,91%) ^248См SF (3,09%) – ^253Cf син 17,81 г β^− (99.69%) ^253Es α (0,31%) ^249См ^254Cf син 60,5 г SF (99,69%) – α (0,31%) ^250См

Посмотреть разговаривать редактировать

Калифорний (₉₈Cf) является искусственный элемент, и, следовательно, стандартный атомный вес нельзя дать. Как и все искусственные элементы, в нем нет стабильные изотопы. Первый изотоп быть синтезированным было ²⁴⁵Cf в 1950 году. Известно 20 радиоизотопы начиная с ²³⁷Cf в ²⁵⁶CF и один ядерный изомер, ^{249 кв.м.}Ср. Самый долгоживущий изотоп - это ²⁵¹Cf с период полураспада 898 лет.

Список изотопов

Нуклид [n 1]	Z	N	Изотопная масса (Да ) [n 2][n 3]	Период полураспада	Разлагаться Режим [n 4]	Дочь изотоп	Вращение и паритет [n 5][n 6]
	Энергия возбуждения
^237Cf	98	139	237.06207(54)#	2,1 (3) с	SF	(разные)	5/2+#
					β^+	^237Bk
					α	^233См
^238Cf	98	140	238.06141(43)#	21,1 (13) мс	SF[n 7]	(разные)	0+
					β^+ (редко)	^238Bk
					α (редко)	^234См
^239Cf	98	141	239.06242(23)#	60 (30) с [39 (+ 37−12) с]	α	^235См	5/2+#
					β^+ (редко)	^239Bk
^240Cf	98	142	240.06230(22)#	1,06 (15) мин	α (98%)	^236См	0+
					SF (2%)	(разные)
					β^+ (редко)	^240Bk
^241Cf	98	143	241.06373(27)#	3,78 (70) мин	β^+ (75%)	^241Bk	7/2−#
					α (25%)	^237См
^242Cf	98	144	242.06370(4)	3,49 (15) мин	α (80%)	^238См	0+
					β^+ (20%)	^242Bk
					SF (0,014%)	(разные)
^243Cf	98	145	243.06543(15)#	10,7 (5) мин	β^+ (86%)	^243Bk	(1/2+)
					α (14%)	^239См
^244Cf	98	146	244.066001(3)	19,4 (6) мин	α (99%)	^240См	0+
					EC (1%)	^244Bk
^245Cf	98	147	245.068049(3)	45,0 (15) мин	β^+ (64%)	^245Bk	(5/2+)
					α (36%)	^241См
^246Cf	98	148	246.0688053(22)	35,7 (5) ч	α	^242См	0+
					ЭК (5 × 10^−4%)	^246Bk
					SF (2 × 10^−4%)	(разные)
^247Cf	98	149	247.071001(9)	3.11 (3) ч	ЭК (99,96%)	^247Bk	(7/2+)#
					α (0,04%)	^243См
^248Cf	98	150	248.072185(6)	333,5 (28) сут	α (99,99%)	^244См	0+
					SF (0,0029%)	(разные)
^249Cf	98	151	249.0748535(24)	351 (2) года	α	^245См	9/2−
					SF (5 × 10^−7%)	(разные)
^249 кв.м.Cf	144.98 (5) кэВ			45 (5) мкс			5/2+
^250Cf	98	152	250.0764061(22)	13.08 (9) г	α (99,92%)	^246См	0+
					SF (0,077%)	(разные)
^251Cf[n 8]	98	153	251.079587(5)	900 (40) лет	α	^247См	1/2+
^252Cf[n 9]	98	154	252.081626(5)	2.645 (8) лет	α (96,9%)	^248См	0+
					SF (3,09%)[n 10]	(разные)
^253Cf	98	155	253.085133(7)	17,81 (8) сут	β^− (99.69%)	^253Es	(7/2+)
					α (0,31%)	^249См
^254Cf	98	156	254.087323(13)	60,5 (2) сут	SF (99,69%)	(разные)	0+
					α (0,31%)	^250См
					β^−β^− (редко)	^254FM
^255Cf	98	157	255.09105(22)#	85 (18) мин	β^− (99.99%)	^255Es	(7/2+)
					SF (0,001%)	(разные)
					α (10^−5%)	^251См
^256Cf	98	158	256.09344(32)#	12,3 (12) мин	SF (~ 100%)	(разные)	0+
					α (10^−6%)	^252См
					β^−β^− (редко)	^256FM

1. ^мCf - взволнован ядерный изомер.
2. () - Неопределенность (1σ) дается в сжатой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
3. # - Атомная масса, отмеченная #: значение и погрешность, полученные не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из трендов от массовой поверхности (ТМС ).
4. Режимы распада:

   EC:	Электронный захват
   SF:	Самопроизвольное деление

5. () значение вращения - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.
6. # - Значения, отмеченные #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN ).
7. Самый легкий из известных нуклидов спонтанное деление как основная мода распада
8. Высоко нейтронное сечение, имеет тенденцию поглощать нейтроны
9. Самый распространенный изотоп
10. Высокий нейтронный излучатель, в среднем 3,7 нейтроны на деление

Актиниды против продуктов деления

Актиниды и продукты деления по периоду полураспада
Актиниды[1] к цепочка распада				Период полураспада ассортимент (а )	Продукты деления из 235U пользователем Уступать[2]
4п	4п+1	4п+2	4п+3
						4.5–7%	0.04–1.25%	<0.001%
228Ра^№				4–6 а	†		155Европа^þ
244См^ƒ	241Пу^ƒ	250Cf	227Ac^№	10–29 а		90Sr	85Kr	113 кв.м.CD^þ
232U^ƒ		238Пу^ƒ	243См^ƒ	29–97 а		137CS	151См^þ	121 мSn
248Bk[3]	249Cf^ƒ	242 кв.м.Являюсь^ƒ		141–351 а	Нет продуктов деления иметь период полураспада в диапазоне 100–210 тыс. Лет ...
	241Являюсь^ƒ		251Cf^ƒ[4]	430–900 а
		226Ра^№	247Bk	1,3–1,6 тыс. Лет
240Пу	229Чт	246См^ƒ	243Являюсь^ƒ	4,7–7,4 тыс. Лет
	245См^ƒ	250См		8,3–8,5 тыс. Лет
			239Пу^ƒ	24,1 тыс. Лет назад
		230Чт^№	231Па^№	32–76 тыс. Лет назад
236Np^ƒ	233U^ƒ	234U^№		150–250 тыс. Лет назад	‡	99Tc^₡	126Sn
248См		242Пу		327–375 тыс. Лет назад			79Se^₡
				1,53 млн лет		93Zr
	237Np^ƒ			2,1–6,5 млн лет		135CS^₡	107Pd
236U			247См^ƒ	15–24 млн лет			129я^₡
244Пу				80 млн лет	... не более 15,7 млн ​​лет[5]
232Чт^№		238U^№	235U^ƒ№	0,7–14,1 млрд лет
Легенда для надстрочных символов ₡ имеет тепловую захват нейтронов сечение в диапазоне 8–50 амбаров ƒ делящийся м метастабильный изомер № в первую очередь радиоактивный материал природного происхождения (НОРМА) þ нейтронный яд (сечение захвата тепловых нейтронов больше 3 тыс. барн) † диапазон 4–97 а: Средноживущий продукт деления ‡ более 200 тыс. Лет: Долгоживущий продукт деления

Калифорний-252

Калифорний-252 (Cf-252, ²⁵²Cf) подвергается спонтанному делению с коэффициент ветвления 3,09% и используется в малогабаритных источники нейтронов. Нейтроны деления имеют диапазон энергий от 0 до 13МэВ со средним значением 2,3 МэВ и наиболее вероятным значением 1 МэВ.^[6]

Этот изотоп производит большое количество нейтронов и может использоваться для ряда приложений в таких отраслях, как ядерная энергетика, медицина и нефтехимический исследование.

Ядерные реакторы

Источники нейтронов, полученные из ²⁵²Cf наиболее заметно используются при запуске ядерные реакторы. Как только реактор заполнен ядерное топливо, стабильное нейтронное излучение из исходного материала инициирует деление цепная реакция.

Военные и оборона

Портативная изотопная нейтронная спектроскопия (PINS), используемая Вооруженные силы США, то Национальная гвардия, Национальная безопасность, и Таможенная и пограничная служба США, использует использование ²⁵²Cf источники для обнаружения опасного содержимого внутри артиллерийские снаряды, минометные снаряды, ракеты, бомбы, фугасы, и самодельные взрывные устройства (СВУ).^[7][8]

Нефть и нефтепродукты

в нефтяная промышленность, ²⁵²Источники нейтронов Cf используются для поиска слоев нефть и вода в хорошо. Приборы опускаются в скважину, которая бомбардирует пласт нейтронами высокой энергии для определения пористость, проницаемость, и углеводород наличие по длине скважина.^[9]

Лекарство

Калифорний-252 также использовался при лечении серьезных форм рак. У пациентов, страдающих определенными видами рака мозга и шейки матки, ²⁵²Cf можно использовать как более экономичную замену радий.^[10]

Рекомендации

1. Плюс радий (элемент 88). Хотя на самом деле он является субактинидом, он непосредственно предшествует актинию (89) и следует за трехэлементным разрывом нестабильности после полоний (84) где нет нуклидов с периодом полураспада не менее четырех лет (самый долгоживущий нуклид в промежутке радон-222 с периодом полураспада менее четырех дней). Таким образом, самый долгоживущий изотоп радия - 1600 лет - заслуживает включения в этот список.
2. Конкретно из тепловой нейтрон деление U-235, например в типичном ядерный реактор.
3. Milsted, J .; Фридман, А. М .; Стивенс, К. М. (1965). «Альфа-период полураспада берклия-247; новый долгоживущий изомер берклия-248». Ядерная физика. 71 (2): 299. Bibcode:1965NucPh..71..299M. Дои:10.1016/0029-5582(65)90719-4.
   «Изотопные анализы выявили вид с массой 248 в постоянной численности в трех образцах, проанализированных в течение примерно 10 месяцев. Это было приписано изомеру Bk²⁴⁸ с периодом полураспада более 9 [лет]. Нет роста Cf²⁴⁸ был обнаружен, и нижний предел для β⁻ период полураспада можно установить примерно на 10⁴ [лет]. Альфа-активность нового изомера не обнаружена; период полураспада альфа, вероятно, превышает 300 [лет] ».
4. Это самый тяжелый нуклид с периодом полураспада не менее четырех лет до "Море нестабильности ".
5. Исключая "классически стабильный «нуклиды с периодом полураспада, значительно превышающим ²³²Чт; например, в то время как ^{113 кв.м.}Cd имеет период полураспада всего четырнадцать лет, ¹¹³CD почти восемь квадриллион годы.
6. Dicello, J. F .; Брутто, Вт .; Кралевич, У. (1972). «Радиационное качество Калифорния-252». Физика в медицине и биологии. 17 (3): 345. Bibcode:1972ПМБ .... 17..345Д. Дои:10.1088/0031-9155/17/3/301.
7. «Портативная изотопно-нейтронная спектроскопия (PINS) для военных». Frontier Technology Corp.. Получено 2016-02-24.
8. Martin, R.C .; Knauer, J. B .; Бало, П. А. (2000-11-01). «Производство, распространение и применение источников нейтронов калифорний-252». Прикладное излучение и изотопы: включая данные, приборы и методы для использования в сельском хозяйстве, промышленности и медицине. 53 (4–5): 785–792. Дои:10.1016 / s0969-8043 (00) 00214-1. ISSN  0969-8043. PMID  11003521.
9. «Источники калифорния-252 и сурьмы-бериллия». Frontier Technology Corp.. Получено 2016-02-24.
10. Maruyama, Y .; van Nagell, J. R .; Yoneda, J .; Donaldson, E .; Hanson, M .; Мартин, А .; Wilson, L.C .; Coffey, C.W .; Феола, Дж. (1984-10-01). «Пятилетнее лечение рака шейки матки с использованием нейтронной брахитерапии калифорний-252». Американский журнал клинической онкологии. 7 (5): 487–493. Дои:10.1097/00000421-198410000-00018. ISSN  0277-3732. PMID  6391143.

• Изотопные массы из:
  • Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Blachot, Жан; Вапстра, Алдерт Хендрик (2003), "ТогдаUBASE оценка ядерных и распадных свойств », Ядерная физика A, 729: 3–128, Bibcode:2003НуФА.729 .... 3А, Дои:10.1016 / j.nuclphysa.2003.11.001
• Изотопные составы и стандартные атомные массы из:
  • де Лаэтер, Джон Роберт; Бёльке, Джон Карл; Де Бьевр, Поль; Хидака, Хироши; Пайзер, Х. Штеффен; Росман, Кевин Дж. Р .; Тейлор, Филип Д. П. (2003). «Атомный вес элементов. Обзор 2000 г. (Технический отчет IUPAC)». Чистая и прикладная химия. 75 (6): 683–800. Дои:10.1351 / pac200375060683.
  • Визер, Майкл Э. (2006). «Атомный вес элементов 2005 (Технический отчет IUPAC)». Чистая и прикладная химия. 78 (11): 2051–2066. Дои:10.1351 / pac200678112051. Сложить резюме.
• Данные о периоде полураспада, спине и изомерах выбраны из следующих источников.
  • Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Blachot, Жан; Вапстра, Алдерт Хендрик (2003), "ТогдаUBASE оценка ядерных и распадных свойств », Ядерная физика A, 729: 3–128, Bibcode:2003НуФА.729 .... 3А, Дои:10.1016 / j.nuclphysa.2003.11.001
  • Национальный центр ядерных данных. «База данных NuDat 2.x». Брукхейвенская национальная лаборатория.
  • Холден, Норман Э. (2004). «11. Таблица изотопов». В Лиде, Дэвид Р. (ред.). CRC Справочник по химии и физике (85-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. ISBN  978-0-8493-0485-9.