Isótopos del californio

Isótopos del californio ( ₉₈ Cf)
SF<0,01%	–
SF≪0,01%	–
SF0,08%	–
SF3,09%	–
alfa0,31%	249 centímetros
alfa0,31%	250 centímetros
	vista; hablar; editar;

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

Lista de isótopos

Nuclido ^{[n.° 1]}	O	norte	Masa isotópica ( Da ) ^[3]^{[n 2]}^{[n 3]}	Vida media ^[4]	Modo de decaimiento ^[4] ^{[n 4]}	Isótopo hijo	Giro y paridad ^[4] ^{[n 5]}^{[n 6]}
Nuclido ^{[n.° 1]}	Energía de excitación			Vida media ^[4]	Modo de decaimiento ^[4] ^{[n 4]}	Isótopo hijo	Giro y paridad ^[4] ^{[n 5]}^{[n 6]}
²³⁷ Cf	98	139	237.06220(10)	0,8(2) segundos	α (70%)	²³³ centímetros	5/2+#
					SF (30%)	(varios)
					β ⁺ (raro)	²³⁷ Libro
²³⁸ Cf	98	140	238.06149(32)#	21,1(13) ms	SF ^{[n.º 7]}	(varios)	0+
²³⁸ Cf	98	140	238.06149(32)#	21,1(13) ms	α (<5%)	²³⁴ centímetros	0+
²³⁹ Cf. ^[5]	98	141	239.06248(13)#	28(2) s	α (65%)	²³⁵ centímetros	(5/2+)
²³⁹ Cf. ^[5]	98	141	239.06248(13)#	28(2) s	β ⁺ (35%)	²³⁹ Libro	(5/2+)
²⁴⁰ Cf	98	142	240.062253(19)	40.3(9) s	α (98,5%)	²³⁶ centímetros	0+
					SF (1,5%)	(varios)
					β ⁺ ?	²⁴⁰ Libros
²⁴¹ Cf. ^[5]	98	143	241.06369(18)#	2,35 (18) minutos	β ⁺ (85%)	²⁴¹ Libro	(7/2−)
²⁴¹ Cf. ^[5]	98	143	241.06369(18)#	2,35 (18) minutos	α (15%)	²³⁷ centímetros	(7/2−)
²⁴² Cf	98	144	242.063755(14)	3,49(15) minutos	α (61%)	²³⁸ centímetros	0+
					β ⁺ (39%)	²⁴² Libro
					SF (<0,014%)	(varios)
²⁴³ Cf	98	145	243.06548(19)#	10,8(3) minutos	β ⁺ (86%)	²⁴³ Libro	(1/2+)
²⁴³ Cf	98	145	243.06548(19)#	10,8(3) minutos	alfa (14%)	²³⁹ centímetros	(1/2+)
²⁴⁴ Cf	98	146	244.0659994(28)	19,5(5) minutos	α (75%)	²⁴⁰ centímetros	0+
²⁴⁴ Cf	98	146	244.0659994(28)	19,5(5) minutos	CE (25%)	²⁴⁴ Libro	0+
²⁴⁵ Cf	98	147	245.0680468(26)	45,0(15) minutos	β ⁺ (64,7%)	²⁴⁵ Libro	1/2+
²⁴⁵ Cf	98	147	245.0680468(26)	45,0(15) minutos	α (35,3%)	²⁴¹ centímetros	1/2+
^{245 millones} de pies cúbicos	57(4) keV			>100# ns	ÉL	²⁴⁵ Cf	(7/2+)
²⁴⁶ Cf	98	148	246.0688037(16)	35.7(5) h	alfa	²⁴² centímetros	0+
					SF (2,4×10 ⁻⁴ %)	(varios)
					¿CE?	²⁴⁶ Libro
²⁴⁷ Cf	98	149	247.070971(15)	3.11(3)h	CE (99,965%)	²⁴⁷ Libro	(7/2+)
²⁴⁷ Cf	98	149	247.070971(15)	3.11(3)h	α (.035%)	²⁴³ centímetros	(7/2+)
²⁴⁸ Cf	98	150	248.0721829(55)	333.5(28) d	alfa (99,997%)	²⁴⁴ centímetros	0+
²⁴⁸ Cf	98	150	248.0721829(55)	333.5(28) d	SF (.0029%)	(varios)	0+
²⁴⁹ Cf	98	151	249.0748504(13)	351(2) años	alfa	²⁴⁵ centímetros	9/2−
²⁴⁹ Cf	98	151	249.0748504(13)	351(2) años	SF (5×10 ⁻⁷ %)	(varios)	9/2−
^{249 millones} de pies cúbicos	144,98(5) keV			45(5) microsegundos	ÉL	²⁴⁹ Cf	5/2+
²⁵⁰ Cf	98	152	250.0764045(17)	13.08(9) años	alfa (99,923%)	²⁴⁶ centímetros	0+
²⁵⁰ Cf	98	152	250.0764045(17)	13.08(9) años	SF (.077%)	(varios)	0+
²⁵¹ Cf. ^{[n.º 8]}	98	153	251.0795872(42)	898(44) años	alfa	²⁴⁷ centímetros	1/2+
^{251 millones} de pies cúbicos	370,47(3) keV			1,3(1) μs	ÉL	²⁵¹ Cf	11/2−
²⁵² Cf. ^{[n.° 9]}	98	154	252.0816265(25)	2.645(8) años	α (96,8972%)	²⁴⁸ centímetros	0+
²⁵² Cf. ^{[n.° 9]}	98	154	252.0816265(25)	2.645(8) años	SF (3,1028%) ^{[n 10]}	(varios)	0+
²⁵³ Cf	98	155	253.0851337(46)	17.81(8)d	β ⁻ (99,69%)	²⁵³ Es	(7/2+)
²⁵³ Cf	98	155	253.0851337(46)	17.81(8)d	α (.31%)	²⁴⁹ centímetros	(7/2+)
²⁵⁴ Cf	98	156	254.087324(12)	60.5(2) d	SF (99,69%)	(varios)	0+
					α (.31%)	²⁵⁰ centímetros
					β ^- β- ^?	²⁵⁴ FM
²⁵⁵ cf	98	157	255.09105(22)#	85(18) minutos	β ⁻	²⁵⁵ Es	(7/2+)
					¿Ciencias de la naturaleza?	(varios)
					¿alfa?	²⁵¹ centímetros
²⁵⁶ Cf	98	158	256.09344(34)#	12,3(12) minutos	SF	(varios)	0+
					¿alfa?	²⁵² centímetros
					β ^- β- ^?	²⁵⁶ FM
Encabezado y pie de página de esta tabla: vista

^ ^m Cf – Isómero nuclear excitado .
^ ( ) – La incertidumbre (1 σ ) se da en forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos correspondientes.
^ # – Masa atómica marcada con #: valor e incertidumbre derivados no de datos puramente experimentales, sino al menos en parte de tendencias de la Superficie de Masa (TMS).
^ Modos de descomposición:
CE: Captura de electrones
SF: Fisión espontánea
^ ( ) valor de giro: indica giro con argumentos de asignación débiles.
^ # – Los valores marcados con # no se derivan puramente de datos experimentales, sino al menos en parte de las tendencias de los nucleidos vecinos (TNN).
^ El nucleido más ligero conocido que experimenta fisión espontánea como su principal modo de desintegración.
^ Alta sección transversal de neutrones , tiende a absorber neutrones.
^ Isótopo más común
^ Alto emisor de neutrones, promedio de 3,7 neutrones por fisión.

Actínidos vs productos de fisión

Actínidos y productos de fisión según su vida media en a mi
Actínidos ^[6] por cadena de desintegración				Intervalo de vida media ( a )	Productos de fisión de ²³⁵ U por rendimiento ^[7]
4 n	4n + 1	4n + 2	4n + 3	Intervalo de vida media ( a )	4,5–7%	0,04–1,25 %	<0,001%
²²⁸ Ra^№				4–6 a		¹⁵⁵ UE^þ
²⁴⁸ Libro^[8]				> 9 a
²⁴⁴ cm^ƒ	²⁴¹ Pu^ƒ	²⁵⁰ Cf	²²⁷ Ac^№	10–29 a	⁹⁰ Sr	⁸⁵ coronas	¹¹³ mcd
²³² U^ƒ		²³⁸ Pu^ƒ	²⁴³ cm^ƒ	29–97 a	¹³⁷ C	¹⁵¹ Pequeño^þ	^{121 millones} de segundos
	²⁴⁹ Véase^ƒ	^242m Soy^ƒ		141–351 a	Ningún producto de fisión tiene una vida media en el rango de 100 a–210 ka...
	²⁴¹ Soy^ƒ		²⁵¹ Véase^ƒ^[9]	430–900 a
		²²⁶ Ra^№	²⁴⁷ Libro	1,3–1,6 ka
²⁴⁰ Pu	²²⁹ °	²⁴⁶ cm^ƒ	²⁴³ Soy^ƒ	4,7–7,4 mil
	²⁴⁵ cm^ƒ	²⁵⁰ centímetros		8,3–8,5 ka
			²³⁹ Pu^ƒ	24,1 k
		²³⁰ °^№	²³¹ Pa^№	32–76 k
²³⁶ Np^ƒ	²³³ U^ƒ	²³⁴ U^№		150–250 mil	⁹⁹ Tc^₡	¹²⁶ seg
²⁴⁸ centímetros		²⁴² Pu		327–375 mil		⁷⁹ Se^₡
				1,33 millones de años	¹³⁵ Cs^₡
	²³⁷ Np^ƒ			1,61–6,5 millones de años	⁹³ Zr	¹⁰⁷ páginas
²³⁶ U			²⁴⁷ cm^ƒ	15–24 millones		¹²⁹ ₡
²⁴⁴ Pu				80 Ma	... ni más allá de 15,7 Ma ^[10]
²³² °^N°		²³⁸ U^№	²³⁵ U^ƒ№	0,7–14,1 Ga	... ni más allá de 15,7 Ma ^[10]
₡, tiene una sección transversal de captura de neutrones térmicos en el rango de 8 a 50 barns ƒ, fisible №, principalmente un material radiactivo de origen natural (NORM) þ, veneno de neutrones (sección eficaz de captura de neutrones térmicos mayor a 3k barns)

Californio-252

El californio-252 (Cf-252, ²⁵² Cf) sufre fisión espontánea con una tasa de ramificación del 3,09% y se utiliza en pequeñas fuentes de neutrones . 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. ^[11]

Este isótopo produce elevadas emisiones de neutrones y tiene numerosos usos en industrias como la energía nuclear, la medicina y la exploración petroquímica .

Reactores nucleares

Las fuentes de neutrones de californio-252 se utilizan principalmente en el arranque de reactores nucleares . Una vez que un reactor se llena con combustible nuclear , la emisión estable de neutrones de dicha fuente inicia la reacción en cadena.

Militar y defensa

La espectroscopia de neutrones isotópicos portátil (PINS) utilizada por las Fuerzas Armadas de los Estados Unidos , la Guardia Nacional , el Departamento de Seguridad Nacional y la Oficina de Aduanas y Protección Fronteriza , utiliza fuentes de ^{252 Cf para detectar contenidos peligrosos dentro de}proyectiles de artillería , proyectiles de mortero , cohetes , bombas , minas terrestres y dispositivos explosivos improvisados (IED). ^[12]^[13]

Petróleo y petróleo

En la industria petrolera , se utilizan ^{252 Cf para encontrar capas de}petróleo y agua en un pozo . Se introducen instrumentos en el pozo, que bombardean la formación con neutrones de alta energía para determinar la porosidad , la permeabilidad y la presencia de hidrocarburos a lo largo de la longitud del pozo . ^[14]

Medicamento

El californio-252 también se ha utilizado en el tratamiento de formas graves de cáncer . Para ciertos tipos de cáncer de cerebro y de cuello uterino, ^{el 252} Cf puede utilizarse como un sustituto más rentable del radio . ^[15]

Referencias

^ CRC 2006, pág. 11.196.
^ Sonzogni, Alejandro A. (Database Manager), ed. (2008). "Chart of Nuclides". Centro Nacional de Datos Nucleares, Laboratorio Nacional de Brookhaven . Consultado el 1 de marzo de 2010 .
^ Wang, Meng; Huang, WJ; Kondev, FG; Audi, G.; Naimi, S. (2021). "La evaluación de masa atómica AME 2020 (II). Tablas, gráficos y referencias*". Chinese Physics C . 45 (3): 030003. doi :10.1088/1674-1137/abddaf.
^ abc Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "La evaluación NUBASE2020 de las propiedades nucleares" (PDF) . Chinese Physics C . 45 (3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
^ ab Khuyagbaatar, J.; Heßberger, FP; Hofmann, S.; Ackermann, D.; Burkhard, HG; Heinz, S.; Kindler, B.; Kojouharov, I.; Lommel, B.; Mann, R.; Maurer, J.; Nishio, K. (12 de octubre de 2020). "Decaimiento α de Fm 243 143 y Fm 245 145 , y de sus núcleos hijos". Physical Review C . 102 (4): 044312. doi :10.1103/PhysRevC.102.044312. ISSN 2469-9985. S2CID 241259726 . Consultado el 24 de junio de 2023 .
^ Más radio (elemento 88). Aunque en realidad es un subactínido, precede inmediatamente al actinio (89) y sigue un intervalo de inestabilidad de tres elementos después del polonio (84), donde ningún nucleido tiene una vida media de al menos cuatro años (el nucleido de vida más larga en el intervalo es el radón-222 con una vida media de menos de cuatro días ). El isótopo de vida más larga del radio, con 1.600 años, por lo tanto merece la inclusión del elemento aquí.
^ En concreto, a partir de la fisión de neutrones térmicos del uranio-235, por ejemplo, en un reactor nuclear típico .
^ Milsted, J.; Friedman, AM; Stevens, CM (1965). "La vida media alfa del berkelio-247; un nuevo isómero de larga vida del berkelio-248". Física nuclear . 71 (2): 299. Bibcode :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 mayor de 9 [años]. No se detectó crecimiento de Cf ²⁴⁸ , y un límite inferior para la vida media β ⁻ se puede establecer en aproximadamente 10 ⁴ [años]. No se ha detectado actividad alfa atribuible al nuevo isómero; la vida media alfa es probablemente mayor de 300 [años]".
^ Se trata del nucleido más pesado, con una vida media de al menos cuatro años antes del " mar de inestabilidad ".
^ Excluyendo aquellos nucleidos " clásicamente estables " con vidas medias significativamente superiores a ²³² Th; por ejemplo, mientras que ^{el 113m} Cd tiene una vida media de sólo catorce años, la del ¹¹³ Cd es de ocho cuatrillones de años.
^ Dicello, JF; Gross, W.; Kraljevic, U. (1972). "Calidad de la radiación del californio-252". Física en medicina y biología . 17 (3): 345–355. Bibcode :1972PMB....17..345D. doi :10.1088/0031-9155/17/3/301. PMID 5070445. S2CID 250786668.
^ "Espectroscopia de neutrones isotópicos portátil (PINS) para el ejército". Frontier Technology Corp. Archivado desde el original el 2018-06-16 . Consultado el 2016-02-24 .
^ Martin, RC; Knauer, JB; Balo, PA (1 de noviembre de 2000). "Producción, distribución y aplicaciones de fuentes de neutrones de californio-252". Applied Radiation and Isotopes . 53 (4–5): 785–792. doi :10.1016/s0969-8043(00)00214-1. ISSN 0969-8043. PMID 11003521.
^ "Fuentes de californio-252 y antimonio-berilio". Frontier Technology Corp. Consultado el 24 de febrero de 2016 .
^ Maruyama, Y.; van Nagell, JR; Yoneda, J.; Donaldson, E.; Hanson, M.; Martin, A.; Wilson, LC; Coffey, CW; Feola, J. (1984-10-01). "Curación de cinco años del cáncer de cuello uterino tratado con braquiterapia con neutrones de californio-252". American Journal of Clinical Oncology . 7 (5): 487–493. doi :10.1097/00000421-198410000-00018. ISSN 0277-3732. PMID 6391143. S2CID 12553815.

Fuentes

Lide, David R., ed. (2006). Manual de química y física (87.ª edición). CRC Press, Taylor & Francis Group. ISBN 978-0-8493-0487-3.

[3] Cf – Isómero nuclear excitado .

[5] ( ) – La incertidumbre (1 σ ) se da en forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos correspondientes.

[TMS-6] # – Masa atómica marcada con #: valor e incertidumbre derivados no de datos puramente experimentales, sino al menos en parte de tendencias de la Superficie de Masa (TMS).

[8] Modos de descomposición:
CE: Captura de electrones
SF: Fisión espontánea

[9] ( ) valor de giro: indica giro con argumentos de asignación débiles.

[TNN-10] # – Los valores marcados con # no se derivan puramente de datos experimentales, sino al menos en parte de las tendencias de los nucleidos vecinos (TNN).

[11] El nucleido más ligero conocido que experimenta fisión espontánea como su principal modo de desintegración.

[13] Alta sección transversal de neutrones , tiende a absorber neutrones.

[14] Isótopo más común

[15] Alto emisor de neutrones, promedio de 3,7 neutrones por fisión.

[FOOTNOTECRC200611.196-1] CRC 2006, pág. 11.196.

[NNDC2008-2] Sonzogni, Alejandro A. (Database Manager), ed. (2008). "Chart of Nuclides". Centro Nacional de Datos Nucleares, Laboratorio Nacional de Brookhaven . Consultado el 1 de marzo de 2010 .

[AME2020_II-4] Wang, Meng; Huang, WJ; Kondev, FG; Audi, G.; Naimi, S. (2021). "La evaluación de masa atómica AME 2020 (II). Tablas, gráficos y referencias*". Chinese Physics C . 45 (3): 030003. doi :10.1088/1674-1137/abddaf.

[NUBASE2020-7] Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "La evaluación NUBASE2020 de las propiedades nucleares" (PDF) . Chinese Physics C . 45 (3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.

[239Cf-12] Khuyagbaatar, J.; Heßberger, FP; Hofmann, S.; Ackermann, D.; Burkhard, HG; Heinz, S.; Kindler, B.; Kojouharov, I.; Lommel, B.; Mann, R.; Maurer, J.; Nishio, K. (12 de octubre de 2020). "Decaimiento α de Fm 243 143 y Fm 245 145 , y de sus núcleos hijos". Physical Review C . 102 (4): 044312. doi :10.1103/PhysRevC.102.044312. ISSN 2469-9985. S2CID 241259726 . Consultado el 24 de junio de 2023 .

[16] Más radio (elemento 88). Aunque en realidad es un subactínido, precede inmediatamente al actinio (89) y sigue un intervalo de inestabilidad de tres elementos después del polonio (84), donde ningún nucleido tiene una vida media de al menos cuatro años (el nucleido de vida más larga en el intervalo es el radón-222 con una vida media de menos de cuatro días ). El isótopo de vida más larga del radio, con 1.600 años, por lo tanto merece la inclusión del elemento aquí.

[17] En concreto, a partir de la fisión de neutrones térmicos del uranio-235, por ejemplo, en un reactor nuclear típico .

[18] Milsted, J.; Friedman, AM; Stevens, CM (1965). "La vida media alfa del berkelio-247; un nuevo isómero de larga vida del berkelio-248". Física nuclear . 71 (2): 299. Bibcode :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 mayor de 9 [años]. No se detectó crecimiento de Cf ²⁴⁸ , y un límite inferior para la vida media β ⁻ se puede establecer en aproximadamente 10 ⁴ [años]. No se ha detectado actividad alfa atribuible al nuevo isómero; la vida media alfa es probablemente mayor de 300 [años]".

[19] Se trata del nucleido más pesado, con una vida media de al menos cuatro años antes del " mar de inestabilidad ".

[20] Excluyendo aquellos nucleidos " clásicamente estables " con vidas medias significativamente superiores a ²³² Th; por ejemplo, mientras que ^{el 113m} Cd tiene una vida media de sólo catorce años, la del ¹¹³ Cd es de ocho cuatrillones de años.

[252Cf-Dicello-21] Dicello, JF; Gross, W.; Kraljevic, U. (1972). "Calidad de la radiación del californio-252". Física en medicina y biología . 17 (3): 345–355. Bibcode :1972PMB....17..345D. doi :10.1088/0031-9155/17/3/301. PMID 5070445. S2CID 250786668.

[252Cf-frontier-cf252-22] "Espectroscopia de neutrones isotópicos portátil (PINS) para el ejército". Frontier Technology Corp. Archivado desde el original el 2018-06-16 . Consultado el 2016-02-24 .

[252Cf-Martin-23] Martin, RC; Knauer, JB; Balo, PA (1 de noviembre de 2000). "Producción, distribución y aplicaciones de fuentes de neutrones de californio-252". Applied Radiation and Isotopes . 53 (4–5): 785–792. doi :10.1016/s0969-8043(00)00214-1. ISSN 0969-8043. PMID 11003521.

[252Cf-frontier-cf252b-24] "Fuentes de californio-252 y antimonio-berilio". Frontier Technology Corp. Consultado el 24 de febrero de 2016 .

[252Cf-Maruyama-25] Maruyama, Y.; van Nagell, JR; Yoneda, J.; Donaldson, E.; Hanson, M.; Martin, A.; Wilson, LC; Coffey, CW; Feola, J. (1984-10-01). "Curación de cinco años del cáncer de cuello uterino tratado con braquiterapia con neutrones de californio-252". American Journal of Clinical Oncology . 7 (5): 487–493. doi :10.1097/00000421-198410000-00018. ISSN 0277-3732. PMID 6391143. S2CID 12553815.