نظائر الكاليفورنيوم

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

الكاليفورنيوم ( 98Cf ) عنصر اصطناعي ، ولذلك لا يمكن تحديد وزن ذري قياسي له. وكجميع العناصر الاصطناعية، لا يمتلك نظائر مستقرة . أول نظير تم تصنيعه هو 245Cf عام 1950. يوجد 20 نظيرًا مشعًا معروفًا تتراوح أوزانها الذرية بين 237Cf و 256 Cf، بالإضافة إلى العديد من النظائر النووية قصيرة العمر . أطول النظائر عمرًا هو 251Cf بنصف عمر يبلغ 898 عامًا، يليه 249Cf (المتوفر بنقاء نظائري من تحلل البركليوم ) بنصف عمر يبلغ 351 عامًا.

قائمة النظائر

النظير [ n 1 ]Zشمالالكتلة النظيرية ( دالتون ) [ 2 ] [ n2 ] [ n3 ]سنة الاكتشاف [ 3 ] [ 4 ]نصف العمر [ 1 ]نمط الاضمحلال [ 1 ] [ n 4 ]النظير الناتجالدوران والتكافؤ [ 1 ] [ n 5 ] [ n 6 ]
طاقة الإثارة
237 Cf98139237.06220(10)19950.8(2)  ثانيةα (70٪)233 سم5/2+#
SF (30٪)(متنوع)
238 درجة مئوية98140238.06149(32)#199521.1(13)  مللي ثانيةSF (97.5٪) [ ن 7 ](متنوع)0+
α (2.5%)234 سم
239 Cf98141239.06248(13)#198128(2)  sα (65٪)235 سم5/2+#
β + ؟ (35%)239 كتاب
240 قدم مكعب98142240.062253(19)197040.3(9)  ثانيةα (98.5%)236 سم0+
SF (1.5٪)(متنوع)
241 Cf98143241.06369(18)#19702.35(18)  دقيقةβ + ؟ (85٪)241 كتاب7/2−#
α (15٪)237 سم
242 Cf98144242.063755(14)19673.49(15)  دقيقةα (61٪)238 سم0+
β + (39٪)242 كتاب
SF (<0.014%)(متنوع)
243 Cf98145243.06548(19)#196710.8(3)  دقيقةβ + (86٪)243 كتاب(نصف+)
α (14٪)239 سم
243 متر مكعب~315  كيلو إلكترون فولت20215.1  ثانيةα (؟%)239 سم(7/2+)
244 درجة مئوية98146244.0659994(28)195619.5(5)  دقيقةα (75٪)240 سم0+
المفوضية الأوروبية (25٪)244 كتاب
245 درجة مئوية98147245.0680468(26)195645.0(15)  دقيقةβ + (64.7%)245 كتابنصف+
α (35.3%)241 سم
245 متر مكعب57(4)  كيلو إلكترون فولت(2004) [ رقم 8 ]>100# نانوثانيةهو - هي245 درجة مئوية(7/2+)
246 درجة مئوية98148246.0688037(16)195135.7(5)  ساعةα242 سم0+
SF (2.4×10 −4 %)(متنوع)
247 Cf98149247.070971(15)19543.11(3)  حEC (99.965%)247 كتاب(7/2+)
α (0.035%)243 سم
248 درجة مئوية98150248.072183(5)1954333.5(28)  دα244 سم0+
SF (0.0029%)(متنوع)
248 متر مكعب900(300)  كيلو إلكترون فولت2022~139  نانوثانيةهو - هي؟248 درجة مئوية
249 Cf98151249.0748504(13)1954351(2)  yα245 سم9/2−
SF (5×10 −7 %)(متنوع)
249 متر مكعب144.98(5)  كيلو إلكترون فولت196745(5)  ميكروثانيةهو - هي249 Cf5/2+
250 قدم مكعب98152250.0764045(17)195413.08(9)  صα (99.923%)246 سم0+
SF (0.077%)(متنوع)
251 Cf [ n 9 ]98153251.079587(4)1954898(44)  صα247 سمنصف+
251 متر مكعب370.47(3)  كيلو إلكترون فولت19711.3(1)  ميكروثانيةهو - هي251 Cf11/2−
252 انظر [ رقم 10 ]98154252.0816265(25)19542.645(8)  yα (96.8972%)248 سم0+
SF (3.1028%) [ n 11 ](متنوع)
253 درجة مئوية98155253.085134(5)195417.81(8)  دβ − (99.69%)253 Es(7/2+)
α (0.31%)249 سم
254 انظر [ رقم 12 ]98156254.087324(12)195560.5(2)  دSF (99.69%)(متنوع)0+
α (0.31%)250 سم
255 درجة مئوية98157255.09105(22)#198185(18)  دقيقةβ −255 Es(7/2+)
256 انظر [ رقم 13 ]98158256.09344(34)#198012.3(12)  دقيقةسان فرانسيسكو(متنوع)0+
رأس وتذييل هذا الجدول:
  • منظر
  1. ↑ m Cf – نظير نووي مثار. 
  2. ↑ () – يتم إعطاء عدم اليقين (1 σ ) بشكل موجز بين قوسين بعد الأرقام الأخيرة المقابلة. 
  3. ↑ # – الكتلة الذرية المميزة بـ # : القيمة وعدم اليقين مستمدان ليس من البيانات التجريبية البحتة، ولكن جزئيًا على الأقل من الاتجاهات من سطح الكتلة (TMS). 
  4. ↑ أنماط التحلل:
    المفوضية الأوروبية:التقاط الإلكترون
    SF:الانشطار التلقائي
  5. ↑ () قيمة الدوران - تشير إلى الدوران مع وسائط التعيين الضعيفة. 
  6. ↑ # – القيم المميزة بـ # ليست مستمدة بشكل كامل من البيانات التجريبية، ولكنها مستمدة جزئيًا على الأقل من اتجاهات النوى المجاورة (TNN). 
  7. ↑ أخف نظير نووي معروف يخضع للانشطار التلقائي كطريقة تحلله الرئيسية
  8. ↑ لم يتم قياس نصف العمر، ولم يتم تضمينه في قاعدة بيانات الاكتشاف
  9. ↑ مقطع عرضي نيوتروني مرتفع، يميل إلى امتصاص النيوترونات
  10. ↑ النظير الأكثر شيوعًا
  11. ↑ باعث نيوترونات عالي، متوسط ​​3.7 نيوترونات لكل انشطار
  12. ↑ قادر نظريًا على التحلل β − β − ​​إلى 254 Fm
  13. ↑ قادر نظريًا علىالتحلل β − β − ​​إلى 256 Fm أو ربماالتحلل β − إلى 256 Es

الأكتينيدات مقابل نواتج الانشطار

الأكتينيدات ونواتج الانشطار حسب نصف العمر
  • v
  • ت
  • هـ
الأكتينيدات [ 5 ] عن طريق سلسلة التحلل نطاق نصف العمر ( أ )نواتج انشطار اليورانيوم 235 حسب العائد [ 6 ]
4 ن (الثوريوم)4 ن + 1 (النبتونيوم)4 ن + 2 (راديوم)4 ن + 3 (أكتينيوم)4.5–7%0.04–1.25%أقل من 0.001%
228 Ra№4-6  أ155 يورو+
248 Bk [ 7 ]>  9  أ
244 سم​241 Puƒ250 قدم مكعب227 Ac№10-29  أ90 Sr85 كرونة113 م Cd+
232 Uƒ238 Puƒ243 سمƒ29–97  أ137 سيزيوم151 سم+121 متر قصدير
249 Cfƒ242 مترصباحًا141–351  أ

لا يوجد من نواتج الانشطار نصف عمر في نطاق 100 ألف  سنة إلى 210 ألف  سنة ...

241 صباحًا​251 Cfƒ [ 8 ]430–900  أ
226 Ra№247 كتاب1.3–1.6  ألف سنة
240 بو229​246 سم​243 صباحًا​4.7–7.4  ألف سنة
245 سم​250 سم8.3–8.5  ألف سنة
239 بوƒ24.1  ألف
230 Th№231 باسكالرقم32-76  ألف سنة
236 Npƒ233 Uƒ234 يورقم150-250 ألف  سنة99 Tc₡126 Sn
248 سم242 بو327–375  ألف سنة79 Se₡
1.33  مليون135 سيزيوم​
237 Npƒ1.61–6.5  مليون سنة93 زركونيوم107 Pd
236 يو247 سم​15-24 مليون  سنة129 I₡
244 بو80  مليون

... ولا يتجاوز 15.7  مليون سنة [ 9 ]

232 Th№238 U№235 Uƒ№0.7–14.1  مليار سنة

الكاليفورنيوم-252

مخطط إنتاج الكاليفورنيوم-252

يخضع الكاليفورنيوم-252 (Cf-252، 252 Cf) للانشطار التلقائي بنسبة تفرع تبلغ 3.09%، ويُستخدم في مصادر النيوترونات الصغيرة . تتراوح طاقة نيوترونات الانشطار بين 0 و13 ميغا إلكترون فولت ، بمتوسط ​​2.3 ميغا إلكترون فولت، وقيمة محتملة تبلغ 1 ميغا إلكترون فولت. [ 10 ]   

ينتج هذا النظير انبعاثات نيوترونية عالية وله عدد من الاستخدامات في صناعات مثل الطاقة النووية والطب واستكشاف البتروكيماويات .

المفاعلات النووية

تُستخدم مصادر النيوترونات من الكاليفورنيوم-252 بشكل رئيسي في بدء تشغيل المفاعلات النووية . فبمجرد ملء المفاعل بالوقود النووي ، يبدأ انبعاث النيوترونات المستقر من هذا المصدر التفاعل المتسلسل.

الشؤون العسكرية والدفاعية

يستخدم جهاز مطيافية النيوترونات النظائرية المحمول (PINS)، الذي تستخدمه القوات المسلحة الأمريكية والحرس الوطني ووزارة الأمن الداخلي وهيئة الجمارك وحماية الحدود ، مصادر الكاليفورنيوم -252 للكشف عن المحتويات الخطرة داخل قذائف المدفعية وقذائف الهاون والصواريخ والقنابل والألغام الأرضية والعبوات الناسفة المرتجلة . [ 11 ] [ 12 ]

النفط والبترول

في صناعة النفط ، يُستخدم الكاليفورنيوم -252 للكشف عن طبقات البترول والماء في البئر . تُنزل أجهزة القياس إلى البئر ، حيث تُسلط عليها نيوترونات عالية الطاقة لتحديد المسامية والنفاذية ووجود الهيدروكربونات على طول البئر . [ 13 ]

الدواء

كما استُخدم الكاليفورنيوم-252 في علاج أنواع خطيرة من السرطان . بالنسبة لأنواع معينة من سرطان الدماغ وعنق الرحم، يمكن استخدام الكاليفورنيوم -252 كبديل أكثر فعالية من حيث التكلفة للراديوم في المعالجة الإشعاعية الموضعية . [ 14 ]

مراجع

  1. 1 2 3 4 كونديڤ، إف جي؛ وانغ، إم؛ هوانغ، دبليو جي؛ نعيمي، إس؛ أودي، جي. (2021). "تقييم NUBASE2020 للخواص النووية" (ملف PDF) . الفيزياء الصينية ج . 45 (3) 030001. doi : 10.1088/1674-1137/abddae .
  2. ↑ وانغ، مينغ؛ هوانغ، دبليو جيه؛ كونديڤ، إف جي؛ أودي، جي؛ نعيمي، إس. (2021). "تقييم الكتلة الذرية AME 2020 (الجزء الثاني). الجداول والرسوم البيانية والمراجع*". الفيزياء الصينية ج . 45 (3) 030003. doi : 10.1088/1674-1137/abddaf .
  3. ↑ مجموعة بيانات FRIB النووية. "مشروع اكتشاف النويدات، قاعدة بيانات النظائر" . doi : 10.11578/frib/2279152 .
  4. ↑ مجموعة بيانات FRIB النووية. "مشروع اكتشاف النوى، قاعدة بيانات النظائر" . doi : 10.11578/frib/2572219 .
  5. ↑ بالإضافة إلى الراديوم (العنصر 88). على الرغم من كونه من العناصر شبه الأكتينية، إلا أنه يسبق الأكتينيوم (89) مباشرةً، ويأتي بعد فجوة عدم استقرار ثلاثية العناصر بعد البولونيوم (84)، حيث لا توجد نظائر ذات عمر نصفي لا يقل عن أربع سنوات (أطول نظير عمري في هذه الفجوة هو الرادون-222 بعمر نصفي أقل من أربعة أيام ). لذا، فإن أطول نظائر الراديوم عمرًا، والذي يبلغ 1600 عام، يستحق إدراجه هنا.
  6. ↑ على وجه التحديد من الانشطار النيوتروني الحراري لليورانيوم-235، على سبيل المثال في مفاعل نووي نموذجي .
  7. ↑ ميلستيد، ج.؛ فريدمان، أ.م.؛ ستيفنز، س.م. (1965). "عمر النصف ألفا للبركليوم-247؛ نظير جديد طويل العمر للبركليوم-248". الفيزياء النووية . 71 (2): 299. Bibcode : 1965NucPh..71..299M . doi : 10.1016/0029-5582(65)90719-4 .كشفت التحليلات النظائرية عن وجود نوع من النظائر ذات الكتلة 248 بوفرة ثابتة في ثلاث عينات تم تحليلها على مدى حوالي 10 أشهر. وقد عُزي ذلك إلى نظير من Bk 248 بنصف عمر يزيد عن 9 سنوات. لم يُرصد أي نمو لـ Cf 248 ، ويمكن تحديد الحد الأدنى لنصف عمر جسيمات بيتا السالبة بحوالي 10⁴ سنوات . لم يُرصد أي نشاط جسيمات ألفا يُعزى إلى النظير الجديد؛ ومن المرجح أن يكون نصف عمر جسيمات ألفا أكبر من 300 سنة.
  8. ↑ هذا هو أثقل نظير مشع بنصف عمر لا يقل عن أربع سنوات قبل " بحر عدم الاستقرار ".
  9. ↑ باستثناء تلك النوى " المستقرة كلاسيكيا " ذات فترات نصف العمر التي تتجاوز بكثير فترة نصف عمر 232 Th؛ على سبيل المثال، في حين أن 113m Cd له فترة نصف عمر تبلغ أربعة عشر عامًا فقط، فإن فترة نصف عمر 113 Cd تبلغ ثمانية كوادريليون عام.
  10. ↑ ديسيلو، جيه إف؛ غروس، دبليو؛ كرالييفيتش، يو. (1972). "جودة إشعاع الكاليفورنيوم-252". الفيزياء في الطب وعلم الأحياء . 17 (3): 345-355 . Bibcode : 1972PMB....17..345D . doi : 10.1088/0031-9155 / 17/3/301 . PMID 5070445. S2CID 250786668 .  
  11. ↑ "مطيافية النيوترونات النظائرية المحمولة (PINS) للاستخدام العسكري" . شركة فرونتير للتكنولوجيا . مؤرشف من الأصل بتاريخ 16 يونيو 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 فبراير 2016 .
  12. ↑ مارتن، آر سي؛ كناور، جيه بي؛ بالو، بي إيه (1 نوفمبر 2000). "إنتاج وتوزيع وتطبيقات مصادر النيوترونات من الكاليفورنيوم-252" . الإشعاع التطبيقي والنظائر . 53 ( 4-5 ): 785-792 . Bibcode : 2000AppRI..53..785M . doi : 10.1016/s0969-8043(00)00214-1 . ISSN: 0969-8043 . PMID: 11003521 .  
  13. ↑ "مصادر الكاليفورنيوم-252 والأنتيمون-بيريليوم" . شركة فرونتير للتكنولوجيا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24-02-2016 .
  14. ↑ ماروياما، واي.؛ فان ناجيل، جيه آر؛ يونيدا، جيه.؛ دونالدسون، إي.؛ هانسون، إم.؛ مارتن، إيه.؛ ويلسون، إل سي.؛ كوفي، سي دبليو.؛ فيولا، جيه. (1984-10-01). "شفاء سرطان عنق الرحم لمدة خمس سنوات باستخدام المعالجة الإشعاعية الموضعية بالنيوترونات الكاليفورنيوم-252". المجلة الأمريكية لعلم الأورام السريري . 7 (5): 487-493 . doi : 10.1097/00000421-198410000-00018 . ISSN 0277-3732 . PMID 6391143. S2CID 12553815 .   

مصادر

  • ليد، ديفيد ر.، محرر. (2006). دليل الكيمياء والفيزياء (  الطبعة 87). مطبعة سي آر سي، مجموعة تايلور وفرانسيس. رقم ISBN 978-0-8493-0487-3.