カリホルニウムの同位体

カリホルニウム の同位体（98 Cf）
主な同位体[ 1 ]崩壊
同位体存在比半減期（t 1/2）モード製品
248 Cf シンセ333.5日α100%244cm
SF0.01%未満–
249立方フィート 合成 351年α100%245cm
SF≪0.01%–
250 Cf 合成 13 α99.9%246cm
SF0.08%–
251 Cf 合成 898年α247センチメートル
252 Cf 合成 2.645年α96.9%248 Cm
SF3.1%–
253 Cf 合成 17.81日β −99.7%253 Es
α0.31%249 cm
254立方フィート 合成 60.5日SF99.7%–
α0.31%250センチメートル

カリホルニウム（98 Cf）は人工元素であるため、標準的な原子量を与えることはできません。他の人工元素と同様に、安定同位体は存在しません。最初に合成された同位体は1950年の245 Cfです。237 Cfから256 Cfまでの20種類の放射性同位体と、いくつかの短寿命の核異性体が知られています。最も長寿命の同位体は251 Cfで、半減期は898年です。次に長いのは249 Cf（バークリウムの崩壊から得られる同位体として純粋に得られる）で、半減期は351年です。

同位体一覧

Cf-249
Cf-251
核種[ n 1 ]ZN同位体質量( Da ) [ 2 ] [ n 2 ] [ n 3 ]半減期[ 1 ]減衰モード[ 1 ] [ n 4 ]娘同位体スピンとパリティ[ 1 ] [ n 5 ] [ n 6 ]
励起エネルギー
237 Cf 98 139 237.06220(10) 0.8(2) 秒α (70%) 233 cm 5/2+#
SF (30%) (各種)
238立方フィート 98 140 238.06149(32)# 21.1(13)ミリ秒SF (97.5%) [ n 7 ](各種) 0+
α (2.5%) 234 cm
239 Cf 98 141 239.06248(13)# 28(2)秒α (65%) 235 cm 5/2+#
β + ? (35%) 239 Bk
240 Cf 98 142 240.062253(19) 40.3(9)秒α (98.5%) 236 cm 0+
SF (1.5%) (各種)
241 Cf 98 143 241.06369(18)# 2.35(18)分β + ? (85%) 241 Bk 7/2−#
α (15%) 237 cm
242 Cf 98 144 242.063755(14) 3.49(15)分α (61%) 238 cm 0+
β + (39%) 242 Bk
SF (<0.014%) (各種)
243 Cf 98 145 243.06548(19)# 10.8(3)分β + (86%) 243 Bk （1/2以上）
α（14％） 239 Cm
244 Cf 98 146 244.0659994(28) 19.5(5)分α (75%) 240 cm 0+
EC (25%) 244ページ
245ページ 98 147 245.0680468(26) 45.0(15)分β + (64.7%) 245 Bk 1/2+
α (35.3%) 241 Cm
245m Cf 57(4) keV >100ナノ秒 IT245ページ (7/2+)
246 Cf 98 148 246.0688037(16) 35.7(5) hα 242 cm 0+
SF (2.4×10 −4 %) (各種)
247 Cf 98 149 247.070971(15) 3.11(3) hEC (99.965%) 247 Bk (7/2+)
α (0.035%) 243 Cm
248 Cf 98 150 248.072183(5) 333.5(28) dα 244cm0+
SF (0.0029%) (各種)
249立方フィート 98 151 249.0748504(13) 351(2) 年α 245 cm 9/2−
SF (5×10 −7 %) (各種)
249m Cf 144.98(5) keV 45(5) μsIT 249立方フィート 5/2+
250 Cf 98 152 250.0764045(17) 13.08(9) 年α (99.923%) 246cm0+
(各種)
251Cf [ n 8 ]98 153 251.079587(4) 898(44) 年α 247 cm 1/2+
251m Cf 370.47(3) keV 1.3(1) μsIT 251 Cf 11/2−
252 Cf [ n 9 ]98 154 252.0816265(25) 2.645(8) 年α (96.8972%) 248 cm 0+
SF（3.1028％）[ n 10 ](各種)
253 Cf 98 155 253.085134(5) 17.81(8) dβ −（99.69％） 253 Es (7/2+)
α (0.31%) 249 Cm
254 Cf [ n 11 ]98 156 254.087324(12) 60.5(2) dSF (99.69%) (各種) 0+
α (0.31%) 250センチメートル
255立方フィート 98 157 255.09105(22)# 85(18)分β −255 Es (7/2+)
256 Cf [ n 12 ]98 158 256.09344(34)# 12.3(12) 分SF (各種) 0+
この表のヘッダーとフッター：
  1. ^ m Cf – 励起核異性体
  2. ^ ( ) – 不確実性 (1 σ ) は、対応する最後の数字の後の括弧内に簡潔に示されます。
  3. ^ # – 原子質量は # でマークされています。値と不確実性は純粋な実験データからではなく、少なくとも部分的に質量表面 (TMS) の傾向から導き出されています。
  4. ^ 崩壊のモード:
    EC：電子捕獲

    SF：自発核分裂
  5. ^ ( ) スピン値 – 弱い割り当て引数によるスピンを示します。
  6. ^ # – # でマークされた値は、純粋に実験データから導き出されたものではなく、少なくとも部分的には近隣核種 (TNN) の傾向から導き出されたものです。
  7. ^主な崩壊モードとして自発核分裂を起こすことが知られている最も軽い核種
  8. ^中性子断面積が大きいため、中性子を吸収する傾向がある
  9. ^最も一般的な同位体
  10. ^中性子放出量が多い、核分裂あたり平均3.7個の中性子
  11. ^理論的には254 Fmβ − β −崩壊
  12. ^理論的にはβ − β −崩壊により256 Fm へ、あるいは β −崩壊により256 Esへ崩壊する

アクチニド対核分裂生成物

半減期によるアクチニドと核分裂生成物
アクチニド[ 3 ]崩壊系列による半減期 範囲（a） 235 Uの核分裂生成物（収量別） [ 4 ]
4 n（トリウム）4 n + 1 （ネプツニウム）4 n + 2 （ラジウム）4 n + 3 （アクチニウム）4.5～7% 0.04～1.25% 0.001%未満
228 Ra№4～6 a155 Euþ
248 Bk [ 5 ]> 9 a
244 cm 241 Pu250 Cf 227 Ac№10～29 a90 Sr 85 Kr 113m Cdþ
232 Uƒ238 Puƒ243センチメートル29～97 a137 Cs 151 Smþ121m Sn
249 Cf 242m Am141～351年

100年～21万年の範囲に 半減期を持つ核分裂生成物はありません…

241午前​251 Cfƒ [ 6 ]430～900
226 Ra№247 Bk 1.3～1.6 ka
240 Pu 229 Th 246センチメートル243午前​4.7～7.4 ka
245 cm250センチメートル 8.3～8.5 ka
239 Puƒ24.1 ka
230 Th№231パ№32
236 Np233 U234 U№15万～25万年前99 Tc₡126 Sn
248 cm 242 Pu 327～375万年前79セシウム₡
133万年前135セシウム₡
237 Npƒ161～650万年前ジルコニア 93パラジウム 107
236 U 247 Cm 15～24 Ma129 I₡
244 Pu 80 Ma

…1570万年以降も存在せず[ 7 ]

232番​238 U№235 Uƒ№0.7～14.1 Ga

カリホルニウム252

カリホルニウム252の生成図

カリホルニウム252（Cf-252、252 Cf）は、分岐比3.09%で自発核分裂を起こし、小型中性子源に使用されます。核分裂中性子のエネルギー範囲は0～13MeV で、平均値は2.3MeV、最確値は1MeVです。[ 8 ]

この同位体は高い中性子放出を生成し、原子力、医療、石油化学探査などの産業でさまざまな用途に使用されています。

原子炉

カリホルニウム252中性子源は、原子炉の起動に最もよく使用されます。原子炉に核燃料が充填されると、この中性子源から放出される安定した中性子が連鎖反応を開始します

軍事と防衛

アメリカ軍、州兵、国土安全保障省、税関・国境警備局が使用する携帯型同位体中性子分光法（PINS）は、 252 Cf線源を使用して、砲弾、迫撃砲弾、ロケット弾、爆弾、地雷、即席爆発装置（IED）内の危険物質を検出します。 [ 9 ] [ 10 ]

石油と石油製品

石油産業では、252 Cfは油井内の石油と水の層を見つけるために使用されます。機器を油井内に降ろし、高エネルギー中性子を地層に照射することで、掘削孔の長さ全体にわたる多孔度、透水性、および炭化水素の存在を測定します。[ 11 ]

医学

カリホルニウム252は、重篤な癌の治療にも使用されています。特定の種類の脳腫瘍や子宮頸癌の場合、カリホルニウム252はラジウムのより費用対効果の高い代替品として使用できます。[ 12 ]

参考文献

  1. ^ a b c d Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). 「NUBASE2020による核特性の評価」(PDF) . Chinese Physics C. 45 ( 3) 030001. doi : 10.1088/1674-1137/ abddae
  2. ^ Wang, Meng; Huang, WJ; Kondev, FG; Audi, G.; Naimi, S. (2021). 「AME 2020 原子質量評価 (II). 表、グラフ、参考文献*」. Chinese Physics C. 45 ( 3) 030003. doi : 10.1088/1674-1137/abddaf .
  3. ^ラジウム（元素番号88）も加わる。実際にはサブアクチノイドであるが、アクチニウム（元素番号89）の直前に位置し、ポロニウム（元素番号84）の後に3元素の不安定性ギャップがあり、このギャップには半減期が4年以上の核種は存在しない（このギャップで最も長寿命の核種は半減期が4日未満のラドン222である）。ラジウムの同位体の中で最も長寿命の同位体は1,600年であり、この元素をここに含める価値がある。
  4. ^具体的には、典型的な原子炉におけるウラン 235 の熱中性子核分裂から。
  5. ^ Milsted, J.; Friedman, AM; Stevens, CM (1965). 「ベルクリウム247のアルファ半減期；ベルクリウム248の新しい長寿命異性体」.核物理学. 71 (2): 299. Bibcode : 1965NucPh..71..299M . doi : 10.1016/0029-5582(65)90719-4 .同位体分析の結果、約10ヶ月間にわたり分析された3つのサンプルにおいて、質量数248の核種が一定量存在することが分かりました。これは、半減期が9年以上のBk 248の異性体に起因するものと推定されました。Cf 248の増殖は検出されず、β線半減期の下限は約10 4年と推定されます。この新たな異性体に起因するα線放射は検出されていません。α線の半減期はおそらく300年以上です。
  6. ^これは「不安定の海」に入るまでの半減期が少なくとも4年である最も重い核種です。
  7. ^半減期が232 Th を大幅に超える「古典的に安定した」核種は除きます。たとえば、 113m Cd の半減​​期はわずか 14 年ですが、 113 Cd の半減​​期は 8京年です。
  8. ^ Dicello, JF; Gross, W.; Kraljevic, U. (1972). 「カリフォルニウム252の放射線品質」. Physics in Medicine and Biology . 17 (3): 345– 355. Bibcode : 1972PMB....17..345D . doi : 10.1088/0031-9155/17 / 3/301 . PMID 5070445. S2CID 250786668 .  
  9. ^ 「軍事用ポータブル同位体中性子分光法（PINS）」Frontier Technology Corp. 2018年6月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年2月24日閲覧。
  10. ^ Martin, RC; Knauer, JB; Balo, PA (2000-11-01). 「カリホルニウム252中性子源の製造、流通、および応用」 .応用放射線同位体. 53 ( 4–5 ): 785– 792. Bibcode : 2000AppRI..53..785M . doi : 10.1016/s0969-8043(00)00214-1 . ISSN 0969-8043 . PMID 11003521 .  
  11. ^ 「カリフォルニウム252とアンチモン・ベリリウム源」 Frontier Technology Corp. 2016年2月24日閲覧。
  12. ^丸山雄三; ヴァン・ナゲル・ジュニア; 米田俊一; ドナルドソン・エヴァンソン; ハンソン・メッツ; マーティン・アラン・ウィルソン; コフィー・シー・ワイ; フェオラ・ジェイ・ジェイ (1984年10月1日). 「カリホルニウム252中性子密封小線源療法による子宮頸がんの5年治癒」. American Journal of Clinical Oncology . 7 (5): 487– 493. doi : 10.1097/00000421-198410000-00018 . ISSN 0277-3732 . PMID 6391143. S2CID 12553815 .   

出典

  • ライド、デイビッド・R.編（2006年）。『化学と物理ハンドブック』（第87版）。CRCプレス、テイラー＆フランシス・グループ。ISBN 978-0-8493-0487-3。
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