Калифорний-252Калифорний — это химический элемент, полученный искусственным путем. В металлическом виде он мало отличается от большинства драгоценных и менее ценных металлов и обладает белым цветом и сильным серебристым блеском. Калифорний относится к радиоактивным металлам. Он был получен в 1950 году группой ученых, возглавляемых Гленном Сиборгом, в университете города Беркли (штат Калифорния). Новый химический элемент возник вследствие целенаправленной ядерной реакции — бомбардировки 242-го изотопа кюрия альфа-частицами. Количество калифорния в тот момент составляло всего несколько атомов. Металл в более материальной — твердой форме был получен чуть позже, в 1958 году и имел вид химических соединений. ![]() Калифорний вряд ли можно увидеть, ведь его количество — это не килограммы и не граммы, это — атомы. Этот химический элемент впервые появился на свет в невидимой для глаз форме и даже не в обычных лабораториях, а в реакторах, где происходит распад радиоактивных веществ под влиянием нейтронов. Название нового элемента ученые связали с именем места, где он «родился». Калифорний состоит из 17 радиоактивных изотопов. Наиболее долгоживущим считается 251 изотоп, имеющий период полураспада 900 лет. Самым коротким жизненным сроком - 2,645 года характеризуется 252 изотоп. Характерной особенностью этой разновидности металла является необычайно малая критическая масса. Уже при весе в 5 килограмм (для металлического шара) в нем начинается цепная реакция. Калифорний-252 наиболее изученный изотоп. Он имеет плотность 15.1 г/куб.см. Температура его плавления составляет 900 °С, а кипения &madsh; 1227 °С. Изотоп-252 обладает невообразимым зарядом энергии, высвобождающейся при делении атомов. Всего лишь один грамм этого элемента за секунду способен выпустить 2,4 биллиарда нейтронов, а невидимые невооруженным глазом 0,000001 грамма изотопа за тот же период времени «выдают» больше 2 миллионов нейтронов.Представить силу энергии этого изотопа поможет лишь следующее сравнение: мощность одного грамма калифорния-252 равняется мощности ядерного реактора среднего размера или мощности 200 килограммов радия, если бы такое количество существовало на планете. Изотоп-252 обладает высокой токсичностью. Известно, что калифорний не является природным веществом. Изотоп-252 производится в лабораториях Соединенных Штатов — в городе Оук Ридж, и в промышленном центре России. Его добывают из продуктов, получаемых вследствие облучения радиоактивного плутония либо кюрия мельчайшими частицами — нейтронами. Этот производственный процесс происходит в ядерных реакторах за защитной оболочкой, которая предохраняет персонал от опасного облучения. Масштабы производства и способы получения напрямую влияют на его стоимость. Калифорний-252 — самый дорогой в мире промышленный металл. Стоимость его одного грамма в разные годы варьировала от 6.5 до 27 миллионов долларов СЩА. ![]() Преобразование исходного радиоактивного металла (плутония, кюрия) в калифорний состоит из нескольких этапов. На этом пути каждый из них распадаясь, превращается в промежуточное вещество — активный изотоп другого металла, который также распадается и «рождает» новый изотоп. Вся линейка распадов выглядит следующим образом: Плутоний-Америций-Кюрий-Берклий-Калифорний. Здесь калифорний-252 является конечным результатом цепочки. Это вещество невозможно превратить в более тяжелый изотоп, так как его ядро слабо откликается на воздействие нейтронами. На пути преобразования плутония в калифорний из 100% ядер распадается 99,7%. Лишь 0,3% ядер удерживается от распада и проходит до конца весь этап. На получение одного грамма калифорния-252 затрачивается 10 килограммов плутония-239. Выделение изотопа происходит методом экстракции, экстракционной хроматографии либо вследствие ионного обмена. Чтобы придать ему металлический вид, производится восстановительная реакция. Несмотря на столь высокую цену, существует множество отраслей, где калифорний-252 является активным участником рабочего процесса. Виной тому — впечатляющие свойства изотопа. Прежде всего, он незаменимый элемент для многих исследований в области деления ядер и изучения космического пространства — дальних планет и звезд, и более близкой «соседки» Луны. Калифорний-252, обладающий способностью излучать поток нейтронов, применяется при поиске и добыче полезных ископаемых. Такой миниатюрный источник позволяет обнаруживать серебро и золото. Он также является помощником в определении глубинных слоев, несущих воду и нефть. Способности изотопа используются в работе нейтронных датчиков, определяющих степень влажности. Нейтронная радиография помогает проверять целостность и обнаруживать повреждения в ядерных реакторах, деталях авиационно-космической техники, и в других системах и изделиях. С этой целью ученые разработали нейтронную камеру, где в качестве источника излучения выступает калифорний-252. Подобные портативные приборы незаменимы в поисках особо упакованных наркотиков, которые не могут быть обнаружены рентгеновскими лучами. Излучающие свойства 252 изотопа применяются в металлургической, нефтеперерабатывающей, угольной и химической промышленности. Еще одной сферой применения для этого металла является медицина. Здесь он выступает в роли целителя, уничтожающего своими лучами нездоровые ткани организма. Крупица калифорния, расположенная в кончике тоненькой иглы, при введении в ткани разрушает все атипичные клетки. Ввиду низкой скорости пробега нейтронов здоровые участки тела не подвергаются облучению. Нейтронная радиохирургия – это современный и уже опробованный метод лечения онкологических недугов.
29.04.2019 |
популярные тэги
наука
интересно
новости
технологии
история
go
golang
программирование
it
искусственный интеллект
путешествия
природа
космос
ai
базы данных
медицина
science
анализ текстов
ии
text mining
робототехника
авто
музыка
роботы
интернет
нейронные сети
robots
space
вокруг света
postgresql
алгоритмы
гитара
животные
оружие
google
nosql
авиация
здоровье
техника
auto
|