Cf · Élément 98 · Actinide
Une source de neutrons suffisamment puissante pour être utilisée dans la diagraphie des puits de pétrole et le traitement du cancer.
Structure
Il ne s’agit pas d’un diagramme de points sur des anneaux — mais d’un échantillon de Monte-Carlo de la véritable densité de probabilité |ψ|² pour chaque sous-couche occupée. Faites glisser pour faire pivoter. Le bleu et le violet indiquent les signes opposés de la fonction d’onde, ce qui rend la liaison possible.
Valeurs mesurées
Chaque barre indique où se situe californium parmi les 118 éléments pour cette propriété.
Sources : masses atomiques standard de l’IUPAC 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Les valeurs marquées ~ sont prédites plutôt que mesurées.
Taille, à l’échelle
Rayon de 245 pm — soit 0,245 nm ; il en faudrait donc environ 2,04 millions côte à côte pour couvrir un millimètre.
Plage thermique
Californium est liquide dans une plage de 570 K, de 1173 K à 1743 K.
L’histoire
Une source de neutrons suffisamment puissante pour être utilisée dans la diagraphie des puits de pétrole et le traitement du cancer.
Le californium a été découvert le 9 février 1950 à l’Université de Californie à Berkeley, poursuivant la remarquable série de découvertes d’éléments transuraniens qui a révolutionné la science nucléaire.
La découverte du californium a été réalisée par la même brillante équipe qui créait systématiquement de nouveaux éléments :
La découverte a utilisé le puissant cyclotron de Berkeley dans le cadre d’une expérience soigneusement planifiée :
La création et l’identification du californium ont présenté des difficultés sans précédent :
La confirmation de l’existence du californium a nécessité la mise au point de nouvelles techniques analytiques :
L’élément a été nommé d’après l’État de Californie et l’Université de Californie :
La découverte du californium a été révolutionnaire parce qu’elle a :
Applications
Le californium se distingue parmi les éléments synthétiques comme l’un des rares à posséder des applications pratiques au-delà de la recherche fondamentale. Ses propriétés uniques le rendent central dans des applications industrielles et scientifiques spécialisées.
Cf-252 est une source de neutrons exceptionnellement puissante, émettant environ 2.3 × 10¹² neutrons par seconde par gramme par fission spontanée. Cela le rend central pour:
L’intense émission de neutrons du californium a trouvé des utilisations médicales spécialisées :
Le californium joue un rôle essentiel dans les applications de sécurité nucléaire :
Contrairement à la plupart des éléments synthétiques, le californium possède plusieurs applications pratiques, bien qu’elles impliquent toutes des quantités extrêmement faibles en raison de sa rareté et de son coût élevé.
Réalité économique : le californium coûte environ $25-30 millions par gramme, ce qui en fait l’un des matériaux les plus chers sur Terre. Les applications typiques n’utilisent que des quantités de l’ordre du microgramme.
D’où il vient
0 mg/kg de la croûte terrestre · plus abondant que 0 % des éléments
Le californium n’existe pas naturellement sur Terre et doit être créé par des processus nucléaires sophistiqués. Il représente l’une des réalisations les plus difficiles de l’humanité dans la synthèse artificielle d’un élément.
Processus du réacteur isotopique à haut flux (HFIR) : la production principale a lieu au laboratoire national d’Oak Ridge :
La création de californium exige de surmonter d’immenses obstacles techniques :
Seules quelques installations dans le monde peuvent produire du californium :
L’extraction du californium à partir des cibles du réacteur implique :
Importance stratégique : les États-Unis et la Russie disposent des seules capacités importantes de production de californium au monde, ce qui en fait un matériau stratégiquement important pour les deux pays.
Manipulation
Californium est radioactif. Il ne possède aucun isotope stable : chaque noyau se désintègre. Sa manipulation exige un blindage et des autorisations appropriés.
DANGER : le californium est l’un des matériaux les plus radioactifs et les plus dangereux connus. Le Cf-252 possède une activité spécifique de 536 GBq/mg, ce qui le rend létal à des quantités microscopiques.
Les accidents impliquant du californium nécessitent une intervention d’urgence immédiate :
Contrôle réglementaire : le californium est soumis aux contrôles les plus stricts applicables aux matières nucléaires. Sa possession, son utilisation et son transport nécessitent des licences spéciales et une supervision internationale.
Réponses rapides
Californium (symbole Cf) est l’élément 98 du tableau périodique, un actinide de la période 7. Une source de neutrons suffisamment puissante pour être utilisée dans la diagraphie des puits de pétrole et le traitement du cancer. À température ambiante, c’est un solide et il est radioactif.
[Rn] 5f¹⁰ 7s² ; elle comporte 7 couches occupées, avec la répartition 2, 8, 18, 32, 28, 8, 2.Californium fond à 1173 K (899.9 °C) et bout à 1743 K (1469.9 °C).
Californium n’a aucun isotope stable ; il n’a donc pas de masse atomique standard. La valeur indiquée, 251, est le nombre de masse de son isotope connu ayant la plus longue durée de vie.
Californium a une masse volumique de 15.1 g/cm³. L’eau a une masse volumique de 1.0 g/cm³ ; un bloc de Californium est donc environ 15.1× plus lourd.
Californium a une électronégativité de Pauling de 1.3. L’échelle va de 0.70 (le francium, le moins attiré par les électrons) à 3.98 (le fluor, le plus attiré). Les valeurs de cette plage intermédiaire tendent à former des liaisons covalentes plutôt que des liaisons fortement ioniques.
Californium a été découvert en 1950 par Thompson, Street, Ghiorso & Seaborg. Il porte le nom de la Californie.
Californium n’existe pas naturellement sur Terre en quantité significative — il est produit dans un réacteur ou un accélérateur.
Oui. Californium ne possède aucun isotope stable — chacun de ses noyaux se désintègre. Il n’existe pas dans la nature en quantités utilisables et doit être synthétisé.