Изотопы калифорния - Isotopes of californium

Основные изотопы калифорния   ( 98 Cf)
Изотоп Разлагаться
избыток период полураспада ( т 1/2 ) Режим продукт
248 Кф син 333,5 г α (100%) 244 см
SF  (2,9 × 10 -3 %) -
249 Кф син 351 год α (100%) 245 см
SF (5,0 × 10 -7 %) -
250 КФ син 13.08 г. α (99,92%) 246 см
SF (0,08%) -
251 Кф син 898 лет α 247 см
252 Кф син 2.645 года α (96,91%) 248 см
SF (3,09%) -
253 КФ син 17,81 г β - (99,69%) 253 Es
α (0,31%) 249 см
254 КФ син 60,5 г SF (99,69%) -
α (0,31%) 250 см

Калифорний ( 98 Cf) - искусственный элемент , поэтому невозможно дать стандартный атомный вес . Как и все искусственные элементы, в нем нет стабильных изотопов . Первым изотопом, который был синтезирован, был 245 Cf в 1950 году. Известно 20 радиоизотопов в диапазоне от 237 Cf до 256 Cf и один ядерный изомер , 249m Cf. Самый долгоживущий изотоп - 251 Cf с периодом полураспада 898 лет.

Список изотопов

Нуклид
Z N Изотопная масса ( Да )
Период полураспада

Режим распада

Дочерний
изотоп

Спин и
паритет
Энергия возбуждения
237 Кф 98 139 237.06207 (54) # 2,1 (3) с SF (различный) 5/2 + #
β + 237 Bk
α 233 см
238 Кф 98 140 238.06141 (43) # 21,1 (13) мс SF (различный) 0+
β + (редко) 238 Bk
α (редко) 234 см
239 КФ 98 141 239.06242 (23) # 60 (30) с
[39 (+ 37−12) с]
α 235 см 5/2 + #
β + (редко) 239 Bk
240 КФ 98 142 240.06230 (22) # 1,06 (15) мин α (98%) 236 см 0+
SF (2%) (различный)
β + (редко) 240 Бк
241 КФ 98 143 241.06373 (27) # 3,78 (70) мин β + (75%) 241 Bk 7 / 2- #
α (25%) 237 см
242 Кф 98 144 242.06370 (4) 3,49 (15) мин α (80%) 238 см 0+
β + (20%) 242 Bk
SF (0,014%) (различный)
243 Кф 98 145 243.06543 (15) # 10,7 (5) мин β + (86%) 243 Bk (1/2 +)
α (14%) 239 см
244 КФ 98 146 244.066001 (3) 19,4 (6) мин α (99%) 240 см 0+
ЭК (1%) 244 Bk
245 КФ 98 147 245.068049 (3) 45,0 (15) мин β + (64%) 245 Bk (5/2 +)
α (36%) 241 см
246 Кф 98 148 246.0688053 (22) 35,7 (5) ч α 242 см 0+
ЭК (5 × 10 -4 %) 246 Bk
SF (2 × 10-4 %) (различный)
247 КФ 98 149 247.071001 (9) 3.11 (3) ч ЭК (99,96%) 247 Bk (7/2 +) #
α (0,04%) 243 см
248 Кф 98 150 248.072185 (6) 333,5 (28) сут α (99,99%) 244 см 0+
SF (0,0029%) (различный)
249 Кф 98 151 249.0748535 (24) 351 (2) года α 245 см 9 / 2-
SF (5 × 10 -7 %) (различный)
249m Cf 144.98 (5) кэВ 45 (5) мкс 5/2 +
250 КФ 98 152 250.0764061 (22) 13.08 (9) г α (99,92%) 246 см 0+
SF (0,077%) (различный)
251 Кф 98 153 251.079587 (5) 900 (40) лет α 247 см 1/2 +
252 Кф 98 154 252.081626 (5) 2.645 (8) лет α (96,9%) 248 см 0+
SF (3,09%) (различный)
253 КФ 98 155 253.085133 (7) 17,81 (8) d β - (99,69%) 253 Es (7/2 +)
α (0,31%) 249 см
254 КФ 98 156 254.087323 (13) 60,5 (2) сут SF (99,69%) (различный) 0+
α (0,31%) 250 см
β - β - (редко) 254 Фм
255 КФ 98 157 255.09105 (22) # 85 (18) мин β - (99,99%) 255 Es (7/2 +)
SF (0,001%) (различный)
α (10 −5 %) 251 см
256 КФ 98 158 256.09344 (32) # 12,3 (12) мин SF (~ 100%) (различный) 0+
α (10 −6 %) 252 см
β - β - (редко) 256 Фм
Этот заголовок и нижний колонтитул таблицы:
  1. ^ m Cf - Возбужденный ядерный изомер .
  2. ^ () - Неопределенность (1 σ ) дана в сжатой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
  3. ^ # - Атомная масса с пометкой #: значение и погрешность получены не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из трендов по массовой поверхности (TMS).
  4. ^ Режимы распада:
    EC: Электронный захват
    SF: Самопроизвольное деление
  5. ^ () значение спина - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.
  6. ^ # - Значения, отмеченные знаком #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN).
  7. ^ Самый легкий нуклид, который, как известно, подвергается спонтанному делению в качестве основной моды распада.
  8. ^ Высокое нейтронное сечение , имеет тенденцию поглощать нейтроны
  9. ^ Самый распространенный изотоп
  10. ^ Высокий нейтронный излучатель, в среднем 3,7 нейтрона на деление

Актиниды против продуктов деления

Актиниды по цепочке распада Период полураспада
( а )
Продукты деления из 235 U по доходности
4 п 4 п +1 4 п +2 4 п +3
4,5–7% 0,04–1,25% <0,001%
228 Ра 4–6 а 155 Euþ
244 смƒ 241 Puƒ 250 КФ 227 Ас 10–29 а 90 Sr 85 кр 113м кдþ
232 Uƒ 238 Puƒ 243 смƒ 29–97 а 137 Cs 151 смþ 121 м Sn
248 Bk 249 Cfƒ 242m Amƒ 141–351 а

Никакие продукты деления не
имеют период полураспада
в диапазоне
100–210 тыс. Лет.

241 Amƒ 251 Cfƒ 430–900 а
226 Ra 247 Bk 1,3–1,6 тыс. Лет назад
240 Pu 229 Чт 246 смƒ 243 Amƒ 4,7–7,4 тыс. Лет
245 смƒ 250 см 8,3–8,5 тыс. Лет
239 Puƒ 24,1 тыс. Лет назад
230 Чт 231 Па 32–76 тыс. Лет назад
236 Npƒ 233 Uƒ 234 У 150–250 тыс. Лет назад 99 Tc 126 Sn
248 см 242 Pu 327–375 тыс. Лет назад 79 Se
1,53 млн лет 93 Zr
237 Npƒ 2,1–6,5 млн лет 135 Cs 107 Pd
236 U 247 смƒ 15–24 млн лет 129 I
244 Pu 80 млн лет

... не более 15,7 млн ​​лет

232 Чт 238 У 235 Uƒ№ 0,7–14,1 млрд лет

Легенда для верхнего индекса символов
₡ имеет тепловой захват нейтронов поперечного сечение в диапазоне 8-50 барн
ƒ  делящегося
м  метастабильного изомер
№ прежде всего в природе радиоактивных материалов (NORM)
þ  нейтронных яда (захват тепловых нейтронов поперечного сечения больше , чем 3k барн)
† диапазон 4–97 a: Средноживущий продукт деления
‡ более 200 тыс. Лет назад : Долгоживущий продукт деления

Калифорний-252

схема производства

Калифорний-252 (Cf-252, 252 Cf) подвергается спонтанному делению с коэффициентом разветвления 3,09% и используется в источниках нейтронов небольшого размера . Нейтроны деления имеют диапазон энергий от 0 до 13  МэВ со средним значением 2,3 МэВ и наиболее вероятным значением 1 МэВ.

Этот изотоп производит большое количество нейтронов и может использоваться для ряда применений в таких отраслях, как ядерная энергия, медицина и нефтехимические исследования.

Ядерные реакторы

Источники нейтронов, произведенные из 252 Cf, наиболее широко используются при запуске ядерных реакторов . Когда реактор заполняется ядерным топливом , стабильные нейтронные выбросы из исходного материала инициируют цепную реакцию деления .

Военные и оборона

Портативная изотопная нейтронная спектроскопия (PINS), используемая вооруженными силами США , национальной гвардией , национальной безопасностью и таможенно-пограничной службой США , использует источники 252 Cf для обнаружения опасного содержимого, находящегося внутри артиллерийских снарядов , минометных снарядов , ракет и т. Д. бомбы , фугасы и самодельные взрывные устройства (СВУ).

Нефть и нефтепродукты

В нефтяной промышленности , 252 источников Cf нейтронов используются , чтобы найти слои нефти и воды в скважине . В скважину опускают приборы, которые бомбардируют пласт нейтронами высокой энергии для определения пористости , проницаемости и присутствия углеводородов по длине ствола скважины .

Медицина

Калифорний-252 также использовался при лечении серьезных форм рака . У пациентов, страдающих определенными типами рака мозга и шейки матки, 252 Cf может использоваться как более экономичный заменитель радия .

использованная литература