锎是什么?
锎(符号Cf)是元素周期表中的第98号元素,属于7周期的锕系元素。 强大的中子源,可用于油井测井和癌症治疗。 在室温下为固态,并具有放射性。
结构
这不是环上点阵图,而是对每个已占据亚层的实际概率密度|ψ|²进行蒙特卡洛采样。拖动即可旋转。蓝色和紫色表示波函数的相反符号,这正是成键成为可能的原因。
测量值
每个条形图显示锎在全部118种元素中该属性所处的位置。
来源:IUPAC 2021标准原子量、CRC《化学与物理手册》、NIST。标有~的数值为预测值,而非测量值。
尺寸,按比例显示
半径245 pm——即0.245 nm,因此大约2.04百万个这样的原子并排起来才有一毫米长。
温度范围
锎在570 K的范围内呈液态,温度从1173 K到1743 K。
背后的故事
强大的中子源,可用于油井测井和癌症治疗。
锎于1950年2月9日在University of California, Berkeley被发现,延续了改变核科学面貌的超铀元素发现系列。
锎的发现由同一支杰出团队完成,他们一直在系统地创造新元素:
这项发现利用Berkeley强大的回旋加速器,通过精心设计的实验完成:
锎的制备和鉴定带来了前所未有的困难:
确认锎的存在需要开发新的分析技术:
该元素以加利福尼亚州和University of California命名:
锎的发现具有开创性,因为它:
用途
锎在合成元素中表现突出,是少数具有纯研究以外实际应用的元素之一。其独特性质使其在专业工业和科学应用中极具价值。
Cf-252是一种功率极高的中子源,通过自发裂变每克每秒释放约2.3 × 10¹²个中子。因此,它在以下领域极具价值:
锎强烈的中子发射已产生一些专业医疗用途:
锎在核安全应用中发挥着关键作用:
与大多数合成元素不同,锎具有多种实际应用,但由于其稀有且成本高昂,所有应用都只涉及极少量的锎。
经济现实:锎的价格约为$25-30 million/克,是地球上最昂贵的材料之一。典型应用仅使用微克级数量。
来源
地壳中含量为0 mg/kg · 比0%的元素更丰富
锎在地球上不存在天然来源,必须通过复杂的核过程制备。它代表了人类在人工合成元素方面最具挑战性的成就之一。
高通量同位素反应堆(HFIR)工艺:主要生产在Oak Ridge National Laboratory进行:
制备锎需要克服巨大的技术障碍:
全球只有少数设施能够生产锎:
从反应堆靶材中提取锎包括以下步骤:
战略重要性:美国和俄罗斯拥有全球仅有的主要锎生产能力,因此锎是两国具有战略重要性的材料。
处理
锎具有放射性。 它没有稳定同位素——每个原子核都会衰变。的处理需要适当的屏蔽和许可。
危险:锎是已知放射性最强、危险性最高的材料之一。Cf-252的比活度为536 GBq/mg,微观量即可致命。
锎事故需要立即采取应急响应:
监管控制:锎受到最严格的核材料管制。其持有、使用和运输需要特别许可证及国际监督。
快速解答
锎(符号Cf)是元素周期表中的第98号元素,属于7周期的锕系元素。 强大的中子源,可用于油井测井和癌症治疗。 在室温下为固态,并具有放射性。
[Rn] 5f¹⁰ 7s²,共有7个已占据的电子层,电子分布为2, 8, 18, 32, 28, 8, 2。锎在1173 K(899.9 °C)熔化,在1743 K(1469.9 °C)沸腾。
锎没有稳定同位素,因此没有标准原子量。所列数值251是其已知寿命最长同位素的质量数。
锎的密度为15.1 g/cm³。水的密度为1.0 g/cm³,因此锎块约重15.1倍。
锎的鲍林电负性为1.3。该标度范围为0.70(钫,吸引电子能力最弱)至3.98(氟,吸引电子能力最强)。 处于这一中间范围的数值通常对应共价键,而不是强离子键。
锎由Thompson, Street, Ghiorso & Seaborg于1950年发现。 它以california命名。
锎在地球上不会以任何有意义的数量自然存在——它是在反应堆或加速器中制得的。
是。锎没有稳定同位素——它的每个原子核都会衰变。 自然界中不存在可用数量的该元素,必须通过合成获得。