Isotop kalifornium

Isotop utama kalifornium
SF (2,9×10−3%)	–
SF (5,0×10−7%)	–
SF (0,08%)	–
SF (3,09%)	–
α (0,31%)	249Cm
α (0,31%)	250Cm
	lihat; bicara; sunting;

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.

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]}
Nuklida ^{[n 1]}	Energi eksitasi			Waktu paruh	Mode peluruhan ^{[n 4]}	Isotop anak	Spin dan paritas ^{[n 5]}^{[n 6]}
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+#
²³⁹Cf	98	141	239,06242(23)#	60(30) dtk [39(+37−12) dtk]	β⁺ (langka)	²³⁹Bk	5/2+#
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−#
²⁴¹Cf	98	143	241,06373(27)#	3,78(70) mnt	α (25%)	²³⁷Cm	7/2−#
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+)
²⁴³Cf	98	145	243,06543(15)#	10,7(5) mnt	α (14%)	²³⁹Cm	(1/2+)
²⁴⁴Cf	98	146	244,066001(3)	19,4(6) mnt	α (99%)	²⁴⁰Cm	0+
²⁴⁴Cf	98	146	244,066001(3)	19,4(6) mnt	EC (1%)	²⁴⁴Bk	0+
²⁴⁵Cf	98	147	245,068049(3)	45,0(15) mnt	β⁺ (64%)	²⁴⁵Bk	(5/2+)
²⁴⁵Cf	98	147	245,068049(3)	45,0(15) mnt	α (36%)	²⁴¹Cm	(5/2+)
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+)#
²⁴⁷Cf	98	149	247,071001(9)	3,11(3) jam	α (0,04%)	²⁴³Cm	(7/2+)#
²⁴⁸Cf	98	150	248,072185(6)	333,5(28) hri	α (99,99%)	²⁴⁴Cm	0+
²⁴⁸Cf	98	150	248,072185(6)	333,5(28) hri	SF (0,0029%)	(beberapa)	0+
²⁴⁹Cf	98	151	249,0748535(24)	351(2) thn	α	²⁴⁵Cm	9/2−
²⁴⁹Cf	98	151	249,0748535(24)	351(2) thn	SF (5×10⁻⁷%)	(beberapa)	9/2−
^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+
²⁵⁰Cf	98	152	250,0764061(22)	13,08(9) thn	SF (0,077%)	(beberapa)	0+
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+
²⁵²Cf^{[n 9]}	98	154	252,081626(5)	2,645(8) thn	SF (3,09%)^{[n 10]}	(beberapa)	0+
²⁵³Cf	98	155	253,085133(7)	17,81(8) hri	β⁻ (99,69%)	²⁵³Es	(7/2+)
²⁵³Cf	98	155	253,085133(7)	17,81(8) hri	α (0,31%)	²⁴⁹Cm	(7/2+)
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

^ ^mCf – Isomer nuklir tereksitasi.
^ ( ) – Ketidakpastian (1σ) diberikan dalam bentuk ringkas dalam tanda kurung setelah digit terakhir yang sesuai.
^ # – 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).
^ Mode peluruhan:

EC: Penangkapan elektron

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

Aktinida vs produk fisi sunting

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	Rentang waktu paruh (a)	4,5–7%	0,04–1,25%	<0,001%
²²⁸Ra^№				4–6 a		¹⁵⁵Eu^þ
²⁴⁴Cm^ƒ	²⁴¹Pu^ƒ	²⁵⁰Cf	²²⁷Ac^№	10–29 a	⁹⁰Sr	⁸⁵Kr	^113mCd^þ
²³²U^ƒ		²³⁸Pu^ƒ	²⁴³Cm^ƒ	29–97 a	¹³⁷Cs	¹⁵¹Sm^þ	^121mSn
²⁴⁸Bk^[3]	²⁴⁹Cf^ƒ	^242mAm^ƒ		141–351 a	Tidak ada produk fisi yang memiliki waktu paruh dalam rentang 100 a–210 ka ...
	²⁴¹Am^ƒ		²⁵¹Cf^ƒ^[4]	430–900 a
		²²⁶Ra^№	²⁴⁷Bk	1,3–1,6 ka
²⁴⁰Pu	²²⁹Th	²⁴⁶Cm^ƒ	²⁴³Am^ƒ	4,7–7,4 ka
	²⁴⁵Cm^ƒ	²⁵⁰Cm		8,3–8,5 ka
			²³⁹Pu^ƒ	24,1 ka
		²³⁰Th^№	²³¹Pa^№	32–76 ka
²³⁶Np^ƒ	²³³U^ƒ	²³⁴U^№		150–250 ka	⁹⁹Tc^₡	¹²⁶Sn
²⁴⁸Cm		²⁴²Pu		327–375 ka		⁷⁹Se^₡
				1,53 Ma	⁹³Zr
	²³⁷Np^ƒ			2,1–6,5 Ma	¹³⁵Cs^₡	¹⁰⁷Pd
²³⁶U			²⁴⁷Cm^ƒ	15–24 Ma		¹²⁹I^₡
²⁴⁴Pu				80 Ma	... maupun lebih dari 15,7 Ma^[5]
²³²Th^№		²³⁸U^№	²³⁵U^ƒ№	0,7–14,1 Ga	... maupun lebih dari 15,7 Ma^[5]
₡, 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 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

^ 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.
^ Khususnya dari fisi neutron termal uranium-235, misalnya dalam reaktor nuklir biasa.
^ 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]."
^ Ini adalah nuklida terberat dengan waktu paruh setidaknya empat tahun sebelum "lautan ketidakstabilan".
^ 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.
^ 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.
^ "Portable Isotopic Neutron Spectroscopy (PINS) for the Military". Frontier Technology Corp. Diakses tanggal 14 Juli 2022.
^ 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.
^ "Californium-252 & Antimony-Beryllium Sources". Frontier Technology Corp. Diakses tanggal 14 Juli 2022.
^ 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.

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.

[1] Cf – Isomer nuklir tereksitasi.

[2] ( ) – Ketidakpastian (1σ) diberikan dalam bentuk ringkas dalam tanda kurung setelah digit terakhir yang sesuai.

[TMS-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.

[TNN-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

[11] 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.

[12] Khususnya dari fisi neutron termal uranium-235, misalnya dalam reaktor nuklir biasa.

[13] 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]."

[14] Ini adalah nuklida terberat dengan waktu paruh setidaknya empat tahun sebelum "lautan ketidakstabilan".

[15] 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.

[252Cf-Dicello-16] 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.

[252Cf-frontier-cf252-17] "Portable Isotopic Neutron Spectroscopy (PINS) for the Military". Frontier Technology Corp. Diakses tanggal 14 Juli 2022.

[252Cf-Martin-18] 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.

[252Cf-frontier-cf252b-19] "Californium-252 & Antimony-Beryllium Sources". Frontier Technology Corp. Diakses tanggal 14 Juli 2022.

[252Cf-Maruyama-20] 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.

[n 1]

[n 2]

[n 3]

[n 4]

[n 5]

[n 6]

[n 7]

[n 8]

[n 9]

[n 10]

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]