Ізотопи каліфорнію

Каліфорній (₉₈Cf) є штучним елементом, тому стандартну атомну вагу вказати неможливо. Як і всі штучні елементи, він не має стабільних ізотопів. Перший ізотоп, який був синтезований, був ²⁴⁵Cf у 1950 році. Відомо 20 радіоізотопів від ²³⁷Cf до ²⁵⁶Cf і один ядерний ізомер, ^249mCf. Найбільш довгоживучим є ізотоп ²⁵¹Cf з періодом напіврозпаду 898 років.

Список ізотопів

Символ ізотопу	Z(p)	N(n)	Маса ізотопу (u)^[1]	Період напіврозпаду	Типи розпаду^[2]^{[n 1]}	Дочірні ізотопи	Спін і парність ядра^[2]
Символ ізотопу	Енергія збудження			Період напіврозпаду	Типи розпаду^[2]^{[n 1]}	Дочірні ізотопи	Спін і парність ядра^[2]
²³⁷Cf	98	139	237.06220(10)	0.8(2) с	α (70 %)	233Cm	5/2+#
					СП (30 %)	(різні)
					β⁺ (рідко)	237Bk
²³⁸Cf	98	140	238.06149(32)#	21.1(13) мс	СП^{[n 2]}	(різні)	0+
²³⁸Cf	98	140	238.06149(32)#	21.1(13) мс	α (<5 %)	234Cm	0+
²³⁹Cf^[3]	98	141	239.06248(13)#	28(2) с	α (65 %)	235Cm	(5/2+)
²³⁹Cf^[3]	98	141	239.06248(13)#	28(2) с	β⁺ (35 %)	239Bk	(5/2+)
²⁴⁰Cf	98	142	240.062253(19)	40.3(9) с	α (98.5 %)	236Cm	0+
					СП (1.5 %)	(різні)
					β⁺?	240Bk
²⁴¹Cf^[3]	98	143	241.06369(18)#	2.35(18) хв	β⁺ (85 %)	241Bk	(7/2−)
²⁴¹Cf^[3]	98	143	241.06369(18)#	2.35(18) хв	α (15 %)	237Cm	(7/2−)
²⁴²Cf	98	144	242.063755(14)	3.49(15) хв	α (61 %)	238Cm	0+
					β⁺ (39 %)	242Bk
					СП (<0.014 %)	(різні)
²⁴³Cf	98	145	243.06548(19)#	10.8(3) хв	β⁺ (86 %)	243Bk	(1/2+)
²⁴³Cf	98	145	243.06548(19)#	10.8(3) хв	α (14 %)	239Cm	(1/2+)
²⁴⁴Cf	98	146	244.0659994(28)	19.5(5) хв	α (75 %)	240Cm	0+
²⁴⁴Cf	98	146	244.0659994(28)	19.5(5) хв	ЕЗ (25 %)	244Bk	0+
²⁴⁵Cf	98	147	245.0680468(26)	45.0(15) хв	β⁺ (64.7 %)	245Bk	1/2+
²⁴⁵Cf	98	147	245.0680468(26)	45.0(15) хв	α (35.3 %)	241Cm	1/2+
^245mCf	57(4) КеВ			>100# нс	ІП	²⁴⁵Cf	(7/2+)
²⁴⁶Cf	98	148	246.0688037(16)	35.7(5) г	α	242Cm	0+
					СП (2.4×10⁻⁴%)	(різні)
					ЕЗ?	246Bk
²⁴⁷Cf	98	149	247.070971(15)	3.11(3) г	ЕЗ (99.965 %)	247Bk	(7/2+)
²⁴⁷Cf	98	149	247.070971(15)	3.11(3) г	α (.035 %)	243Cm	(7/2+)
²⁴⁸Cf	98	150	248.0721829(55)	333.5(28) дня	α (99.997 %)	244Cm	0+
²⁴⁸Cf	98	150	248.0721829(55)	333.5(28) дня	СП (.0029 %)	(різні)	0+
²⁴⁹Cf	98	151	249.0748504(13)	351(2) рік	α	245Cm	9/2−
²⁴⁹Cf	98	151	249.0748504(13)	351(2) рік	СП (5×10⁻⁷%)	(різні)	9/2−
^249mCf	144.98(5) КеВ			45(5) мкс	ІП	249Cf	5/2+
²⁵⁰Cf	98	152	250.0764045(17)	13.08(9) років	α (99.923 %)	246Cm	0+
²⁵⁰Cf	98	152	250.0764045(17)	13.08(9) років	СП (.077 %)	(різні)	0+
²⁵¹Cf^{[n 3]}	98	153	251.0795872(42)	898(44) років	α	247Cm	1/2+
^251mCf	370.47(3) КеВ			1.3(1) мкс	ІП	²⁵¹Cf	11/2−
²⁵²Cf^{[n 4]}	98	154	252.0816265(25)	2.645(8) років	α (96.8972 %)	248Cm	0+
²⁵²Cf^{[n 4]}	98	154	252.0816265(25)	2.645(8) років	СП (3.1028 %)^{[n 5]}	(різні)	0+
²⁵³Cf	98	155	253.0851337(46)	17.81(8) днів	β⁻ (99.69 %)	253Es	(7/2+)
²⁵³Cf	98	155	253.0851337(46)	17.81(8) днів	α (.31 %)	249Cm	(7/2+)
²⁵⁴Cf	98	156	254.087324(12)	60.5(2) днів	СП (99.69 %)	(різні)	0+
					α (.31 %)	250Cm
					β⁻β⁻?	254Fm
²⁵⁵Cf	98	157	255.09105(22)#	85(18) хв	β⁻	255Es	(7/2+)
					СП?	(різні)
					α?	251Cm
²⁵⁶Cf	98	158	256.09344(34)#	12.3(12) хв	СП	(різні)	0+
					α?	252Cm
					β⁻β⁻?	256Fm

↑ Скорочення:
ЗЕ: Захоплення електрону
ІП: Ізомерний перехід
СП: Спонтанний поділ
↑ Найлегший нуклід, який, як відомо, зазнає спонтанного поділу як основного способу розпаду
↑ Великий переріз захоплення нейтронів, має тенденцію до захоплення нейтронів
↑ Найбільш представлений ізотоп
↑ Сильний випромінювач нейтронів, в середньому 3,7 нейтронів за поділ ядра

Каліфорній-252

Каліфорній-252 (Cf-252, ²⁵²Cf) зазнає спонтанного поділу з коефіцієнтом розгалуження 3,09 % і використовується в джерелах нейтронів малого розміру. Нейтрони поділу мають діапазон енергій від 0 до 13 МеВ із середнім значенням 2,3 МеВ і найімовірнішим значенням 1 МеВ.^[4]

Цей ізотоп створює сильне випромінювання нейтронів і може бути використаний для ряду застосувань у таких галузях, як ядерна енергетика, медицина та розвідка нафти.

Атомні реактори

Джерела нейтронів з використанням ²⁵²Cf найбільше використовуються при запуску ядерних реакторів. Як тільки реактор заповнюється ядерним паливом, стабільне випромінювання нейтронів із вихідного матеріалу починає ланцюгову реакцію.

Військова справа та оборона

Портативна ізотопна нейтронна спектроскопія (PINS), яка використовується Збройними силами Сполучених Штатів, Національною гвардією, внутрішньою безпекою, митницею та прикордонною службою, використовує джерела на основі ²⁵²Cf для виявлення небезпечного вмісту в артилерійських снарядах, мінометних снарядах, ракетах, бомбах, мінах, та саморобних вибухових пристроях.^[5]^[6]

Нафта

У нафтовій промисловості ²⁵²Cf використовується для пошуку шарів нафти та води в свердловині. У свердловину опускають прилади, які бомбардують формацію нейтронами високої енергії для визначення пористості, проникності та наявності вуглеводнів по всій довжині свердловини.^[7]

Медицина

²⁵²Cf також використовується для лікування важких форм раку. Для деяких типів раку мозку та шийки матки ²⁵²Cf можна використовувати як економічно ефективнішу заміну радію.^[8]

Примітки

↑ Wang, Meng; Huang, W.J.; Kondev, F.G.; Audi, G.; Naimi, S. (1 березня 2021). The AME 2020 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs and references*. Chinese Physics C. Т. 45, № 3. с. 030003. doi:10.1088/1674-1137/abddaf. ISSN 1674-1137. Процитовано 22 червня 2024.
↑ ^а ^б Kondev, F.G.; Wang, M.; Huang, W.J.; Naimi, S.; Audi, G. (1 березня 2021). The NUBASE2020 evaluation of nuclear physics properties *. Chinese Physics C. Т. 45, № 3. с. 030001. doi:10.1088/1674-1137/abddae. ISSN 1674-1137. Процитовано 22 червня 2024.
↑ ^а ^б Khuyagbaatar, J.; Heßberger, F. P.; Hofmann, S.; Ackermann, D.; Burkhard, H. G.; Heinz, S.; Kindler, B.; Kojouharov, I.; Lommel, B.; Mann, R.; Maurer, J.; Nishio, K. (12 жовтня 2020). α decay of Fm 243 143 and Fm 245 145 , and of their daughter nuclei. Physical Review C (англ.). 102 (4): 044312. doi:10.1103/PhysRevC.102.044312. ISSN 2469-9985. S2CID 241259726. Процитовано 24 червня 2023.{{cite journal}}: Обслуговування CS1: Сторінки з номером статті як номер сторінки (посилання)
↑ Dicello, J. F.; Gross, W.; Kraljevic, U. (1972). Radiation Quality of Californium-252. Physics in Medicine and Biology. 17 (3): 345—355. Bibcode:1972PMB….17..345D. doi:10.1088/0031-9155/17/3/301. PMID 5070445. {{cite journal}}: Перевірте значення |bibcode= (довідка)
↑ Portable Isotopic Neutron Spectroscopy (PINS) for the Military. Frontier Technology Corp. Архів оригіналу за 16 червня 2018. Процитовано 24 лютого 2016. [Архівовано 2018-06-16 у Wayback Machine.]
↑ Martin, R. C.; Knauer, J. B.; Balo, P. A. (1 листопада 2000). Production, distribution and applications of californium-252 neutron sources. Applied Radiation and Isotopes. 53 (4—5): 785—792. doi:10.1016/s0969-8043(00)00214-1. ISSN 0969-8043. PMID 11003521.
↑ Californium-252 & Antimony-Beryllium Sources. Frontier Technology Corp. Процитовано 24 лютого 2016.
↑ Maruyama, Y.; van Nagell, J. R.; Yoneda, J.; Donaldson, E.; Hanson, M.; Martin, A.; Wilson, L. C.; Coffey, C. W.; Feola, J. (1 жовтня 1984). Five-year cure of cervical cancer treated using californium-252 neutron brachytherapy. American Journal of Clinical Oncology. 7 (5): 487—493. doi:10.1097/00000421-198410000-00018. ISSN 0277-3732. PMID 6391143.