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Californium

Eigenschaften
Allgemein
Name, Symbol, Ordnungszahl Californium, Cf, 98
Serie Actinoide
Gruppe, Periode, Block Ac, 7, f
Aussehen silbriges Metall
CAS-Nummer 7440-71-3
Massenanteil an der Erdhülle 0 %
Atomar
Atommasse 251 u
Atomradius (berechnet) () pm
Kovalenter Radius 225 pm
Elektronenkonfiguration [Rn]5f107s2
Elektronen pro Energieniveau 2, 8, 18, 32, 28, 8, 2
Physikalisch
Aggregatzustand fest
Dichte 15,1 g/cm3
Schmelzpunkt 1173 K (900 °C)
Siedepunkt K ( °C)
Chemisch
Oxide (Basizität)
Normalpotential
Elektronegativität (Pauling-Skala)
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE MeV ZP
247Cf

{syn.}

3,11 h ε 0,646 247Bk
α 6,527 243Cm
248Cf

{syn.}

333,5 d α 6,361 244Cm
SF ? ?
249Cf

{syn.}

351 a α 6,295 245Cm
250Cf

{syn.}

13,08 a α 6,128 246Cm
SF ? ?
251Cf

{syn.}

898 a α 6,176 247Cm
252Cf

{syn.}

2,645 a α 6,217 248Cm
SF ? ?
253Cf

{syn.}

17,81 d β- 0,285 253Es
α 6,124 249Cm
254Cf

{syn.}

60,5 d SF ? ?
α 5,926 250Cm
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung [1]

Keine Einstufung verfügbar

R- und S-Sätze R: siehe oben
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

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 MeV beschossen. Dabei entsteht 245Cf und ein freies Neutron.

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.

Herstellung

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

Eigenschaften

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.

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]

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

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

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.

Verbindungen

Folgende Verbindungen des Californiums sind bekannt:[7]

Oxide

Halogenide

Einzelnachweise

  1. In Bezug auf ihre Gefährlichkeit wurde die Substanz von der EU noch nicht eingestuft, eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
  2. 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.
  3. The New Element Californium (Atomic Number 98); Abstract.
  4. The New Element Californium (Atomic Number 98); Maschinoskript (19. Juni 1950).
  5. Arnold F. Holleman, Nils Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 102. Auflage, de Gruyter, Berlin 2007, S. 1956. ISBN 978-3-11-017770-1.
  6. 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.
  7. WebElements (Californium)

Literatur

 Commons: Californium – Bilder, Videos und Audiodateien
 Wiktionary: Californium – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen und Grammatik