Isotop kalifornium

Kalifornium (₉₈Cf) adalah sebuah unsur buatan, sehingga berat atom standarnya tidak dapat diberikan. Seperti semua unsur buatan, ia tidak memiliki satu pun isotop stabil. Isotop pertama yang disintesis adalah ²⁴⁵Cf pada tahun 1950. Ada 20 radioisotop yang diketahui, mulai dari ²³⁷Cf hingga ²⁵⁶Cf, dan satu isomer nuklir, ^249mCf. Isotop yang berumur paling panjang adalah ²⁵¹Cf dengan waktu paruh 898 tahun.

Isotop utama kalifornium

Iso­top Peluruhan kelim­pahan waktu paruh (t1/2) mode pro­duk 248Cf sintetis 333,5 hri α (100%) 244Cm SF (2,9×10−3%) – 249Cf sintetis 351 thn α (100%) 245Cm SF (5,0×10−7%) – 250Cf sintetis 13,08 thn α (99,92%) 246Cm SF (0,08%) – 251Cf sintetis 898 thn α 247Cm 252Cf sintetis 2,645 thn α (96.91%) 248Cm SF (3,09%) – 253Cf sintetis 17,81 hri β− (99,69%) 253Es α (0,31%) 249Cm 254Cf sintetis 60,5 hri SF (99,69%) – α (0,31%) 250Cm

lihat bicara sunting

Daftar isotop

²⁴⁹Cf

²⁵¹Cf

Nuklida [n 1]	Z	N	Massa isotop (Da) [n 2][n 3]	Waktu paruh	Mode peluruhan [n 4]	Isotop anak	Spin dan paritas [n 5][n 6]
	Energi eksitasi
237Cf	98	139	237,06207(54)#	2,1(3) dtk	SF	(beberapa)	5/2+#
					β+	237Bk
					α	233Cm
238Cf	98	140	238,06141(43)#	21,1(13) mdtk	SF[n 7]	(beberapa)	0+
					β+ (langka)	238Bk
					α (langka)	234Cm
239Cf	98	141	239,06242(23)#	60(30) dtk [39(+37−12) dtk]	α	235Cm	5/2+#
					β+ (langka)	239Bk
240Cf	98	142	240,06230(22)#	1,06(15) mnt	α (98%)	236Cm	0+
					SF (2%)	(beberapa)
					β+ (langka)	240Bk
241Cf	98	143	241,06373(27)#	3,78(70) mnt	β+ (75%)	241Bk	7/2−#
					α (25%)	237Cm
242Cf	98	144	242,06370(4)	3,49(15) mnt	α (80%)	238Cm	0+
					β+ (20%)	242Bk
					SF (0,014%)	(beberapa)
243Cf	98	145	243,06543(15)#	10,7(5) mnt	β+ (86%)	243Bk	(1/2+)
					α (14%)	239Cm
244Cf	98	146	244,066001(3)	19,4(6) mnt	α (99%)	240Cm	0+
					EC (1%)	244Bk
245Cf	98	147	245,068049(3)	45,0(15) mnt	β+ (64%)	245Bk	(5/2+)
					α (36%)	241Cm
246Cf	98	148	246,0688053(22)	35,7(5) jam	α	242Cm	0+
					EC (5×10−4%)	246Bk
					SF (2×10−4%)	(beberapa)
247Cf	98	149	247,071001(9)	3,11(3) jam	EC (99,96%)	247Bk	(7/2+)#
					α (0,04%)	243Cm
248Cf	98	150	248,072185(6)	333,5(28) hri	α (99,99%)	244Cm	0+
					SF (0,0029%)	(beberapa)
249Cf	98	151	249,0748535(24)	351(2) thn	α	245Cm	9/2−
					SF (5×10−7%)	(beberapa)
249mCf	144.98(5) keV			45(5) μdtk			5/2+
250Cf	98	152	250,0764061(22)	13,08(9) thn	α (99,92%)	246Cm	0+
					SF (0,077%)	(beberapa)
251Cf[n 8]	98	153	251,079587(5)	900(40) thn	α	247Cm	1/2+
252Cf[n 9]	98	154	252,081626(5)	2,645(8) thn	α (96,9%)	248Cm	0+
					SF (3,09%)[n 10]	(beberapa)
253Cf	98	155	253,085133(7)	17,81(8) hri	β− (99,69%)	253Es	(7/2+)
					α (0,31%)	249Cm
254Cf	98	156	254,087323(13)	60,5(2) hri	SF (99,69%)	(beberapa)	0+
					α (0,31%)	250Cm
					β−β− (rare)	254Fm
255Cf	98	157	255,09105(22)#	85(18) mnt	β− (99,99%)	255Es	(7/2+)
					SF (0,001%)	(beberapa)
					α (10−5%)	251Cm
256Cf	98	158	256,09344(32)#	12,3(12) mnt	SF (~100%)	(beberapa)	0+
					α (10−6%)	252Cm
					β−β− (rare)	256Fm
Header & footer tabel ini:  view

1. ^mCf – Isomer nuklir tereksitasi.
2. ( ) – Ketidakpastian (1σ) diberikan dalam bentuk ringkas dalam tanda kurung setelah digit terakhir yang sesuai.
3. # – Massa atom bertanda #: nilai dan ketidakpastian yang diperoleh bukan dari data eksperimen murni, tetapi setidaknya sebagian dari tren dari Permukaan Massa (trends from the Mass Surface, TMS).
4. Mode peluruhan:

   EC:	Penangkapan elektron
   SF:	Fisi spontan

5. ( ) nilai spin – Menunjukkan spin dengan argumen penempatan yang lemah.
6. # – Nilai yang ditandai # tidak murni berasal dari data eksperimen, tetapi setidaknya sebagian dari tren nuklida tetangga (trends of neighboring nuclides, TNN).
7. Nuklida paling ringan yang mengalami fisi spontan sebagai mode peluruhan utama
8. Penampang neutron tinggi, cenderung menyerap neutron
9. Isotop yang paling umum
10. Pemancar neutron tinggi, rata-rata 3,7 neutron per fisi

Aktinida vs produk fisi

Aktinida dan produk fisi menurut waktu paruh l b s
Aktinida[1] menurut rantai peluruhan				Rentang waktu paruh (a)	Produk fisi 235U menurut hasil[2]
4n	4n + 1	4n + 2	4n + 3		4,5–7%	0,04–1,25%	<0,001%
228Ra№				4–6 a		155Euþ
244Cmƒ	241Puƒ	250Cf	227Ac№	10–29 a	90Sr	85Kr	113mCdþ
232Uƒ		238Puƒ	243Cmƒ	29–97 a	137Cs	151Smþ	121mSn
248Bk[3]	249Cfƒ	242mAmƒ		141–351 a	Tidak ada produk fisi yang memiliki waktu paruh dalam rentang 100 a–210 ka ...
	241Amƒ		251Cfƒ[4]	430–900 a
		226Ra№	247Bk	1,3–1,6 ka
240Pu	229Th	246Cmƒ	243Amƒ	4,7–7,4 ka
	245Cmƒ	250Cm		8,3–8,5 ka
			239Puƒ	24,1 ka
		230Th№	231Pa№	32–76 ka
236Npƒ	233Uƒ	234U№		150–250 ka	99Tc₡	126Sn
248Cm		242Pu		327–375 ka		79Se₡
				1,53 Ma	93Zr
	237Npƒ			2,1–6,5 Ma	135Cs₡	107Pd
236U			247Cmƒ	15–24 Ma		129I₡
244Pu				80 Ma	... maupun lebih dari 15,7 Ma[5]
232Th№		238U№	235Uƒ№	0,7–14,1 Ga
₡,  memiliki penampang penangkap neutron termal dalam rentang 8–50 barn ƒ,  fisil №,  terutama bahan radioaktif alami (naturally occurring radioactive material, NORM) þ,  racun neutron (penangkap neutron termal yang lebih besar dari 3k barn)

Kalifornium-252

Diagram produksi

Kalifornium-252 (²⁵²Cf) mengalami fisi spontan dengan rasio percabangan 3,09% dan digunakan dalam sumber neutron berukuran kecil. Neutron fisi memiliki rentang energi 0 hingga 13 MeV dengan nilai rata-rata 2,3 MeV dan nilai kemungkinan terbesar 1 MeV.^[6]

Isotop ini menghasilkan emisi neutron yang tinggi dan dapat digunakan untuk sejumlah aplikasi dalam perindustrian seperti energi nuklir, kedokteran, dan eksplorasi petrokimia.

Reaktor nuklir

Sumber neutron yang dihasilkan dari ²⁵²Cf cukup dikenal karena penggunaannya dalam start-up reaktor nuklir. Setelah reaktor diisi dengan bahan bakar nuklir, emisi neutron yang stabil dari bahan sumber memulai reaksi berantai fisi.

Militer dan pertahanan

Spektroskopi neutron isotop portabel (portable isotopic neutron spectroscopy, PINS) yang digunakan oleh Angkatan Bersenjata AS, Garda Nasional AS, Departemen Keamanan Dalam Negeri AS, dan Bea Cukai dan Perlindungan Perbatasan AS, menggunakan penggunaan sumber ²⁵²Cf untuk mendeteksi konten berbahaya yang ditemukan di dalam proyektil artileri, proyektil mortir, roket, bom, ranjau darat, dan alat peledak improvisasi (improvised explosive device, IED).^[7][8]

Minyak dan minyak bumi

Dalam industri minyak, sumber neutron ²⁵²Cf digunakan untuk menemukan lapisan minyak bumi dan air di dalam sumur. Instrumentasi diturunkan ke dalam sumur yang membombardir formasi dengan neutron energi tinggi untuk menentukan porositas, permeabilitas, dan keberadaan hidrokarbon di sepanjang lubang bor.^[9]

Kedokteran

²⁵²Cf juga telah digunakan dalam pengobatan dari bentuk kanker yang seriusPada pasien dengan jenis kanker otak dan serviks tertentu, ²⁵²Cf dapat digunakan sebagai pengganti radium yang lebih hemat biaya.^[10]

Referensi

1. Ditambah radium (unsur 88). Meskipun sebenarnya radium adalah sub-aktinida, ia segera mendahului aktinium (89) dan mengikuti celah ketidakstabilan tiga unsur setelah polonium (84) di mana tidak ada nuklida yang memiliki waktu paruh setidaknya empat tahun (nuklida yang berumur paling panjang di celah tersebut adalah radon-222 dengan waktu paruh kurang dari empat hari). Isotop radium yang paling lama hidup memiliki waktu paruh 1.600 tahun, sehingga layak untuk dimasukkan ke dalam unsur di sini.
2. Khususnya dari fisi neutron termal uranium-235, misalnya dalam reaktor nuklir biasa.
3. Milsted, J.; Friedman, A. M.; Stevens, C. M. (1965). "The alpha half-life of berkelium-247; a new long-lived isomer of berkelium-248". Nuclear Physics. 71 (2): 299. Bibcode:1965NucPh..71..299M. doi:10.1016/0029-5582(65)90719-4.
   "Analisis isotop mengungkapkan spesies bermassa 248 dalam kelimpahan konstan dalam tiga sampel yang dianalisis selama periode sekitar 10 bulan. Ini dianggap berasal dari isomer ²⁴⁸Bk dengan waktu paruh lebih besar dari 9 [tahun]. Tidak ada pertumbuhan ²⁴⁸Cf yang terdeteksi, dan batas bawah untuk waktu paruh β⁻ dapat ditetapkan sekitar 10⁴ [tahun]. Tidak ada aktivitas alfa yang disebabkan oleh isomer baru yang terdeteksi; waktu paruh alfa mungkin lebih besar dari 300 [tahun]."
4. Ini adalah nuklida terberat dengan waktu paruh setidaknya empat tahun sebelum "lautan ketidakstabilan".
5. Tidak termasuk nuklida yang "stabil secara klasik" dengan waktu paruh secara signifikan melebihi ²³²Th; misalnya, ^113mCd memiliki waktu paruh hanya empat belas tahun, ¹¹³Cd hampir delapan kuadriliun tahun.
6. 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.
7. "Portable Isotopic Neutron Spectroscopy (PINS) for the Military". Frontier Technology Corp. Diakses tanggal 14 Juli 2022.
8. Martin, R. C.; Knauer, J. B.; Balo, P. A. (1 November 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.
9. "Californium-252 & Antimony-Beryllium Sources". Frontier Technology Corp. Diakses tanggal 14 Juli 2022.
10. Maruyama, Y.; van Nagell, J. R.; Yoneda, J.; Donaldson, E.; Hanson, M.; Martin, A.; Wilson, L. C.; Coffey, C. W.; Feola, J. (1984-10-01). "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. Parameter |s2cid= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)

• Massa isotop dari:
  • Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties", Nuclear Physics A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729....3A, doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001
• Komposisi isotop dan massa atom standar dari:
  • de Laeter, John Robert; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin J. R.; Taylor, Philip D. P. (2003). "Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 75 (6): 683–800. doi:10.1351/pac200375060683 .
  • Wieser, Michael E. (2006). "Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 78 (11): 2051–2066. doi:10.1351/pac200678112051 .
• "News & Notices: Standard Atomic Weights Revised". International Union of Pure and Applied Chemistry. 19 Oktober 2005.
• Data waktu paruh, spin, dan isomer dipilih dari sumber-sumber berikut.
  • Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties", Nuclear Physics A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729....3A, doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001
  • National Nuclear Data Center. "NuDat 2.x database". Laboratorium Nasional Brookhaven.
  • Holden, Norman E. (2004). "11. Table of the Isotopes". Dalam Lide, David R. CRC Handbook of Chemistry and Physics (edisi ke-85). Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 978-0-8493-0485-9.