Isótopos de californio

Isótopos principales del californio  ( ₉₈ Cf)

Isótopo Decaer abundancia vida media ( t 1/2 ) modo producto 248 Cf syn 333,5 días α (100%) 244 cm SF  (2,9 × 10 −3 %) - 249 Cf syn 351 años α (100%) 245 cm SF (5,0 × 10 −7 %) - 250 Cf syn 13,08 años α (99,92%) 246 cm SF (0,08%) - 251 Cf syn 898 años α 247 cm 252 Cf syn 2.645 años α (96,91%) 248 cm SF (3,09%) - 253 Cf syn 17,81 días β - (99,69%) 253 Es α (0,31%) 249 cm 254 Cf syn 60,5 días SF (99,69%) - α (0,31%) 250 cm

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El californio ( ₉₈ Cf) es un elemento artificial y, por tanto, no se puede dar un peso atómico estándar . Como todos los elementos artificiales, no tiene isótopos estables . El primer isótopo que se sintetizó fue ²⁴⁵ Cf en 1950. Hay 20 radioisótopos conocidos que van desde ²³⁷ Cf a ²⁵⁶ Cf y un isómero nuclear , ^249m Cf. El isótopo de vida más larga es ²⁵¹ Cf con una vida media de 898 años.

Lista de isótopos

Nuclido [n 1]	Z	norte	Masa isotópica ( Da ) [n 2] [n 3]	Media vida	Modo de caída [n 4]	Isótopo hija	Spin y paridad [n 5] [n 6]
	Energía de excitación
237 Cf	98	139	237.06207 (54) #	2,1 (3) s	SF	(varios)	5/2 + #
					β +	237 Bk
					α	233 cm
238 Cf	98	140	238.06141 (43) #	21,1 (13) ms	SF [n 7]	(varios)	0+
					β + (raro)	238 Bk
					α (raro)	234 Cm
239 Cf	98	141	239.06242 (23) #	60 (30) s [39 (+ 37−12) s]	α	235 cm	5/2 + #
					β + (raro)	239 Bk
240 Cf	98	142	240.06230 (22) #	1,06 (15) min	α (98%)	236 cm	0+
					SF (2%)	(varios)
					β + (raro)	240 Bk
241 Cf	98	143	241.06373 (27) #	3,78 (70) min	β + (75%)	241 Bk	7 / 2− #
					α (25%)	237 cm
242 Cf	98	144	242.06370 (4)	3.49 (15) min	α (80%)	238 cm	0+
					β + (20%)	242 Bk
					SF (0,014%)	(varios)
243 Cf	98	145	243.06543 (15) #	10,7 (5) min	β + (86%)	243 Bk	(1/2 +)
					α (14%)	239 cm
244 Cf	98	146	244.066001 (3)	19,4 (6) min	α (99%)	240 cm	0+
					CE (1%)	244 Bk
245 Cf	98	147	245.068049 (3)	45,0 (15) min	β + (64%)	245 Bk	(5/2 +)
					α (36%)	241 cm
246 Cf	98	148	246.0688053 (22)	35,7 (5) horas	α	242 Cm	0+
					CE (5 × 10 −4 %)	246 Bk
					SF (2 × 10 −4 %)	(varios)
247 Cf	98	149	247.071001 (9)	3,11 (3) horas	CE (99,96%)	247 Bk	(7/2 +) #
					α (0,04%)	243 cm
248 Cf	98	150	248.072185 (6)	333,5 (28) d	α (99,99%)	244 cm	0+
					SF (0,0029%)	(varios)
249 Cf	98	151	249.0748535 (24)	351 (2) años	α	245 cm	9 / 2−
					SF (5 × 10 −7 %)	(varios)
249m Cf	144,98 (5) keV			45 (5) μs			5/2 +
250 Cf	98	152	250.0764061 (22)	13.08 (9) años	α (99,92%)	246 cm	0+
					SF (0,077%)	(varios)
251 Cf [n 8]	98	153	251.079587 (5)	900 (40) años	α	247 cm	1/2 +
252 Cf [n 9]	98	154	252.081626 (5)	2.645 (8) años	α (96,9%)	248 cm	0+
					SF (3,09%) [n 10]	(varios)
253 Cf	98	155	253.085133 (7)	17,81 (8) d	β - (99,69%)	253 Es	(7/2 +)
					α (0,31%)	249 cm
254 Cf	98	156	254.087323 (13)	60,5 (2) d	SF (99,69%)	(varios)	0+
					α (0,31%)	250 cm
					β - β - (raro)	254 Fm
255 Cf	98	157	255.09105 (22) #	85 (18) min	β - (99,99%)	255 Es	(7/2 +)
					SF (0,001%)	(varios)
					α (10 - 5 %)	251 cm
256 Cf	98	158	256.09344 (32) #	12,3 (12) min	SF (~ 100%)	(varios)	0+
					α (10 −6 %)	252 Cm
					β - β - (raro)	256 Fm
Este encabezado y pie de página de la tabla: vista

1. ^m Cf - Isómero nuclear excitado.
2. () - La incertidumbre (1 σ ) se da de forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos correspondientes.
3. # - Masa atómica marcada con #: valor e incertidumbre derivados no de datos puramente experimentales, sino al menos en parte de las tendencias de la masa de superficie (TMS).
4. Modos de descomposición:

   CE:	Captura de electrones
   SF:	Fisión espontánea

5. () valor de giro: indica giro con argumentos de asignación débiles.
6. # - Los valores marcados con # no se derivan puramente de datos experimentales, sino al menos en parte de las tendencias de los nucleidos vecinos (TNN).
7. El nucleido más ligero conocido por sufrir fisión espontánea como el modo de desintegración principal
8. Alta sección transversal de neutrones , tiende a absorber neutrones
9. Isótopo más común
10. Emisor de neutrones alto, promedio de 3.7 neutrones por fisión

Actínidos frente a productos de fisión

Actínidos y productos de fisión por vida media v t mi
Actínidos [1] por cadena de desintegración				Rango de vida media ( a )	Productos de fisión de 235 U por rendimiento [2]
4 n	4 n +1	4 n +2	4 n +3
						4,5–7%	0,04-1,25%	<0,001%
228 Ra№				4 a 6 a	†		155 Euþ
244 cmƒ	241 Puƒ	250 Cf	227 Ac№	10-29 a		90 Sr	85 Kr	113m Cdþ
232 Uƒ		238 Puƒ	243 cmƒ	29–97 a		137 Cs	151 Smþ	121m Sn
248 Bk [3]	249 Cfƒ	242 m amƒ		141–351 a	Ningún producto de fisión tiene una vida media en el rango de 100-210 ka ...
	241 amƒ		251 Cfƒ [4]	430–900 a
		226 Ra№	247 Bk	1,3–1,6 ka
240 Pu	229 mil	246 cmƒ	243 amƒ	4,7 a 7,4 ka
	245 cmƒ	250 cm		8,3–8,5 ka
			239 Puƒ	24,1 ka
		230 mil№	231 Pa№	32–76 ka
236 Npƒ	233 Uƒ	234 U№		150-250 ka	‡	99 Tc₡	126 Sn
248 cm		242 Pu		327–375 ka			79 Se₡
				1,53 Ma		93 Zr
	237 Npƒ			2,1–6,5 Ma		135 Cs₡	107 Pd
236 U			247 cmƒ	15-24 Ma			129 I₡
244 Pu				80 Ma	... ni más allá de 15,7 Ma [5]
232 mil№		238 U№	235 Uƒ№	0,7-14,1 Ga
Leyenda de los símbolos en superíndice ₡ tiene una sección transversal de captura de neutrones térmicos en el rango de 8 a 50 graneros ƒ  isómero fisible m  metaestable № principalmente un material radiactivo natural (NORM) þ  veneno de neutrones (sección transversal de captura de neutrones térmicos superior a 3k graneros) † rango 4-97 a: producto de fisión de vida media ‡ más de 200 ka: producto de fisión de vida larga

Californio-252

diagrama de produccion

El californio-252 (Cf-252, ²⁵² Cf) sufre una fisión espontánea con una relación de ramificación del 3,09% y se utiliza en fuentes de neutrones de pequeño tamaño . Los neutrones de fisión tienen un rango de energía de 0 a 13  MeV con un valor medio de 2,3 MeV y un valor más probable de 1 MeV. ^[6]

Este isótopo produce altas emisiones de neutrones y se puede utilizar para una serie de aplicaciones en industrias como la energía nuclear, la medicina y la exploración petroquímica .

Reactores nucleares

Las fuentes de neutrones producidas a partir de ²⁵² Cf se utilizan sobre todo en la puesta en marcha de reactores nucleares . Una vez que un reactor se llena con combustible nuclear , las emisiones de neutrones estables del material fuente inician la reacción en cadena de fisión .

Militar y defensa

La espectroscopia de neutrones isotópicos portátil (PINS) utilizada por las Fuerzas Armadas de los Estados Unidos , la Guardia Nacional , Seguridad Nacional y Aduanas y Protección Fronteriza de los EE. UU. , Emplea el uso de fuentes de ²⁵² Cf para detectar contenidos peligrosos que se encuentran dentro de proyectiles de artillería , proyectiles de mortero , cohetes , etc. bombas , minas terrestres y artefactos explosivos improvisados (IED). ^{[7] [8]}

Petróleo y petróleo

En la industria petrolera , se utilizan fuentes de neutrones de ²⁵² Cf para encontrar capas de petróleo y agua en un pozo . La instrumentación se baja al pozo que bombardea la formación con neutrones de alta energía para determinar la porosidad , la permeabilidad y la presencia de hidrocarburos a lo largo del pozo . ^[9]

Medicina

El californio-252 también se ha utilizado en el tratamiento de formas graves de cáncer . En pacientes que padecen ciertos tipos de cáncer de cerebro y de cuello uterino, el ²⁵² Cf se puede utilizar como un sustituto más rentable del radio . ^[10]

Referencias

1. Más radio (elemento 88). Si bien en realidad es un subactínido, precede inmediatamente al actinio (89) y sigue una brecha de inestabilidad de tres elementos después del polonio (84) donde ningún nucleido tiene vidas medias de al menos cuatro años (el nucleido de vida más larga en la brecha es radón-222 con una vida media de menos de cuatro días ). Por lo tanto, el isótopo de vida más larga del radio, a 1.600 años, merece la inclusión del elemento aquí.
2. Específicamente de la fisión de neutrones térmicos del U-235, por ejemplo, en un reactor nuclear típico.
3. Milsted, J .; Friedman, AM; Stevens, CM (1965). "La vida media alfa del berkelio-247; un nuevo isómero de larga duración del berkelio-248". Física nuclear . 71 (2): 299. Código Bibliográfico : 1965NucPh..71..299M . doi : 10.1016 / 0029-5582 (65) 90719-4 .
   "Los análisis isotópicos revelaron una especie de masa 248 en abundancia constante en tres muestras analizadas durante un período de aproximadamente 10 meses. Esto se atribuyó a un isómero de Bk ²⁴⁸ con una vida media superior a 9 [años]. Sin crecimiento de Cf ²⁴⁸ fue detectado, y un límite inferior para la β ^- vida media se puede ajustar en alrededor de 10 ⁴ [años] No alfa atribuible actividad para el nuevo isómero se ha detectado; la alfa vida media es probablemente mayor que 300 [año. ]. "
4. Este es el nucleido más pesado con una vida media de al menos cuatro años antes del " Mar de la inestabilidad ".
5. Excluyendo aquellosnucleidos" clásicamente estables " con vidas medias significativamente superiores a ²³² Th; por ejemplo, mientras que ^113m Cd tiene una vida media de sólo catorce años, la de ¹¹³ Cd es de casi ocho billones de años.
6. Dicello, JF; Bruto, W .; Kraljevic, U. (1972). "Calidad de radiación del californio-252". Física en Medicina y Biología . 17 (3): 345–355. Código bibliográfico : 1972PMB .... 17..345D . doi : 10.1088 / 0031-9155 / 17/3/301 . PMID 5070445 . 
7. "Espectroscopia de neutrones isotópicos portátil (PIN) para los militares" . Frontier Technology Corp . Consultado el 24 de febrero de 2016 .
8. Martin, RC; Knauer, JB; Balo, PA (1 de noviembre de 2000). "Producción, distribución y aplicaciones de fuentes de neutrones de californio-252" . Radiación aplicada e isótopos . 53 (4–5): 785–792. doi : 10.1016 / s0969-8043 (00) 00214-1 . ISSN 0969-8043 . PMID 11003521 .  
9. "Californio-252 y fuentes de antimonio-berilio" . Frontier Technology Corp . Consultado el 24 de febrero de 2016 .
10. Maruyama, Y .; van Nagell, JR; Yoneda, J .; Donaldson, E .; Hanson, M .; Martin, A .; Wilson, LC; Coffey, CW; Feola, J. (1 de octubre de 1984). "Curación de cinco años del cáncer de cuello uterino tratado con braquiterapia de neutrones californio-252". Revista Estadounidense de Oncología Clínica . 7 (5): 487–493. doi : 10.1097 / 00000421-198410000-00018 . ISSN 0277-3732 . PMID 6391143 . S2CID 12553815 .   

• Masas de isótopos de:
  • Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "La evaluación N UBASE de las propiedades nucleares y de desintegración" , Física nuclear A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 .001
• Composiciones isotópicas y masas atómicas estándar de:
  • de Laeter, John Robert ; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin JR; Taylor, Philip DP (2003). "Pesos atómicos de los elementos. Revisión 2000 (Informe técnico de la IUPAC)" . Química pura y aplicada . 75 (6): 683–800. doi : 10.1351 / pac200375060683 .
  • Wieser, Michael E. (2006). "Pesos atómicos de los elementos 2005 (Informe técnico de la IUPAC)" . Química pura y aplicada . 78 (11): 2051-2066. doi : 10.1351 / pac200678112051 . Lay resumen .
• Datos de vida media, espín e isómeros seleccionados de las siguientes fuentes.
  • Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "La evaluación N UBASE de las propiedades nucleares y de desintegración" , Física nuclear A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 .001
  • Centro Nacional de Datos Nucleares . "Base de datos NuDat 2.x" . Laboratorio Nacional Brookhaven .
  • Holden, Norman E. (2004). "11. Tabla de los isótopos". En Lide, David R. (ed.). Manual CRC de Química y Física (85ª ed.). Boca Raton, Florida : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9.