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Siehe auch: Periodensystem der Elemente, Berkelium, Einsteinium 
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Californium

Autor: H. Lohninger

Ordnungszahl 98
Symbol Cf
CAS-Nr. 7440-71-3
Atomgewicht [251] amu
Elektronenkonfiguration [Rn] 5f10 7s2
Schmelzpunkt 900 °C
Siedepunkt (1) 1472 °C (geschätzt)
Dichte 15.1 g/cm3
Quellen: Ward 1979 , Wiberg 2007
Geschichte
Californium wurde zum ersten Mal 1950 von S.G. Thompson, K. Street, A. Ghiorso und G.T. Seaborg in einem Cyclotron hergestellt. Dazu wurde Curium-242 mit 35 MeV-Helium-Ionen bombardiert:

242Cm + 4He 245Cf + n

Das neue Element wurde nach dem US-Staat Kalifornien benannt. 1954 wurden dann erstmals wägbare Mengen von Californium hergestellt, 1960 die ersten Californium-Verbindungen (Trichlorid, Oxychlorid und Oxid).
Eigenschaften
Isotop Halbwertszeit
246Cf1.49 d
248Cf334 d
249Cf351 a
250Cf13.08 a
251Cf900 a
252Cf2.64 a
253Cf17.8 d
254Cf60.5 d
Die rund 20 bekannten Californium-Isotope sind allesamt radioaktiv, von denen nur wenige eine Halbwertszeit größer als 1 Tag (siehe Tabelle links) aufweisen. Die meisten Isotope sind alpha-Strahler, einige von ihnen zeigen aber zusätzlich auch noch spontane Kernspaltung, bei der das jeweilige Isotop in zwei etwa gleich große Bruchstücke und einige Neutronen zerfällt. So entsteht z.B. bei der spontanen Kernspaltung von Cf-252 Molybdän und Barium:

252Cf 142Ba + 106Mo + 4n

Etwa 3% des Cf-252 zerfällt nach diesem Mechanismus (th = 85 a), der Rest gibt alpha-Strahlen ab (th = 2.64 a). Cf-252 ist deshalb ein starker Neutronenstrahler und wird als transportable Neutronenquelle eingesetzt.

Californium ist ein silbrig-weißes Metall, das bei 900°C schmilzt und einen geschätzten Siedepunkt von 1470°C aufweist. Californium weist schon bei Temperaturen deutlich unterhalb des Schmelzpunkts einen erhöhten Dampfdruck auf, so dass es leicht sublimiert (Dampfdruck bei 750°C ca. 0.08 mbar).

In Verbingungen tritt Californium als zwei-, drei- und vierwertiges Ion auf. Bekannt sind unter anderem CfBr2, CfCl3, CfO2. Das dreiwertige Chlorid, Nitrat und Sulfat ist wasserlöslich, Fluorid, Oxalat und Hydroxid sind wasserunlöslich und fallen als Niederschlag aus.

Anwendungen
Von den vielen Californium-Isotopen hat Cf-252 etliche Anwendungen gefunden, zu denen u.a. die Neutronenradiographie zur Untersuchung von Korrosion an Metallen, die Untersuchung von Kernbrennstäben, die Neutronenaktivierungsanalyse und der Einsatz als Ionenquelle in Massenspektrometern zählen.


(1) In etlichen populären Werken, wie z.B. Wikipedia wird per Stand Februar 2012 als Siedepunkt 1745°C angegeben, was aber auf eine Verwechslung von Kelvin und Grad Celsius zurückzuführen ist (1745 K = 1472°C). Die Originalliteratur (Ward 1979 ) gibt jedenfalls 1745 K als Siedepunkt an (geschätzt aus thermodynamischen Daten).


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Last Update: 2013-08-08