Isotop kalifornium

nuklida dengan nomor atom 98 tetapi dengan nomor massa berbeda
(Dialihkan dari Kalifornium-254)

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

Daftar isotop

sunting
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
ββ (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
ββ (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

sunting
Aktinida dan produk fisi menurut waktu paruh
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

Kalifornium-252

sunting
 
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

sunting

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

sunting

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

sunting

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

sunting

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

sunting
  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.