Kaliforniyum Nedir? Kaliforniyum Element Özellikleri ve Kullanım Alanları

Kaliforniyum atom numarası 98 olan ve Cf simgeli, periyodik tablonun aktinit serisinin sentetik kimyasal elementlerinden biridir. Sentetik bir element olduğu için doğada serbest halde bulunmamaktadır. 1950 yılında Amerikan kimyagerler Stanley G. Thompson, Kenneth Street, Albert Ghiorso ve Glenn T. Seaborg tarafından Kaliforniye Berkeley Üniversitesinde keşfedilmiştir. Elementlerin kromatografi işlemi ile birbirinden ayrılması sırasında 152 cm’lik kiklotron içinde küryum-242’nin helyum çekirdeklerinin ateşlenmesi işlemleri sonucunda ortaya çıkarılmıştır. Kaliforniyum ismini keşfinin gerçekleştirildiği eyalet olan Kaliforniya’dan almıştır. İngilizce olarak Californium şeklinde ifade edilmektedir.

Küryum-242’de helyum çekirdeklerini (alfa parçacıkları) ateşleyerek oluşturuldu. Ateşleme sürecinde, 44 dakikalık bir Yarılanma ömrüne sahip olan izotop kaliforniyum-245 elde edildi. Küryum çok yoğun miktarda radyoaktif olmasından dolayı deney için gereken birkaç miligram toplamak üç yıl sürdü. Bu yüzden sadece birkaç mikro gram kullanılabildi. Kimyagerlerin çabaları sonucunda yaklaşık 5.000 kaliforniyum atomu üretildi.

Element Özellikleri

Elde edilen tüm izotopları radyoaktiftir. Uzun ömürlü izotopları berkelyum-249 veya kaliforniyum-249’dan üretilmektedir. Bu izotopların ömürleri şu şekildedir; kaliforniyum-249 (351 yıllık yarı ömür), kaliforniyum-250 (13 yıllık yarı ömür), kaliforniyum-251 (898 yıllık yarı ömür) ve kaliforniyum-252 (2.645 yıllık yarı ömür). İzotop kaliforniyum-249, kaliforniyumun kimyasını (sulu solüsyonda +3 oksidasyon durumunu sergileyen) araştırmak ve oksiklorür CfOCl, oksitler Cf2O3 ve CfO2 ve Triklorür CfCl3 gibi bileşiklerin mikro gram miktarlarını hazırlamak için izleyici seviyelerde ve mikro gram miktarlarda kullanılmıştır. Bu işlemler sonunda dihalidler Ccl2, Cbr2 ve Cı2 meydana getirilmiştir. A +2 durumu için çözeltilerinde elektrokimyasal çalışmalardan bazı kanıtlar da vardır. Metalik kaliforniyum hazırlanmış sentetik bir elementtir ve yapısal olarak metalik amerikyum, küryum, berkelyum ve çoğu lantanit metallere benzemektedir.

Kaliforniyum-252’de çürümesinin yüzde 3’ünü kendiliğinden füzyonla meydana geldiğinden, çok yoğun bir nötron kaynağı olarak endüstriyel ve tıbbi anlamda oldukça kullanılmaktadır. Bir mikro gram kaliforniyum-252 dakikada 170.000.000 nötron serbest bırakmaktadır.

Kullanım Alanları

Kaliforniyum çok güçlü bir nötron yayıcıdır. Taşınabilir metal dedektörlerinde, altın ve gümüş cevherlerini tanımlamak amacıyla kullanılmaktadır. Ayrıca petrol kuyularındaki su ve yağ katmanlarını tanımlamak ve uçaklardaki metal yorgunluğunu ve stresini tespit etmek için kullanılır. Bilinen herhangi bir biyolojik rolü bulunmamaktadır. Radyoaktif olmasından dolayı toksiktir.

Her bir mikro gramından dakikada 139 milyon adet nötron yayılabilmektedir. Bu özelliği kaliforniyumu nükleer reaktörler için oldukça verimli bir başlangıç nötron kaynağı yapmaktadır. Element ayrıca bazı numunelerde eser miktarda bulunan elementlerin miktarının belirlenmesi için yapılan nötron aktivasyon analizinde taşınabilir nötron kaynağı olarak da kullanılır. Kaliforniyumun nötronları, diğer radyoterapi türlerinin pek etkili olamadığı bazı rahim ağzı ve beyin tümörlerinin tedavisinde kullanılabilmektedir. Kömür ve çimento endüstrilerinde kömür analizi ve bulk modülü analizlerinde de kullanılabilmektedir.

Keşfinden on yıl sonraya kadar bile çok az miktarda bulunmaktaydı. Sadece miligram miktarlarda plütonyum-239 nötron bombardımanı ile hazırlanabilmektedir. Oldukça pahalı bir kimyasal elementtir. Geçtiğimiz temmuz ayında Bolu’da ele geçirilen yaklaşık 18 gram kaliforniyumun değerinin yaklaşık 72 milyon dolar olduğu tahmin edilmektedir.

Kaynak

https://www.britannica.com/science/californium

https://www.rsc.org/periodic-table/element/98/californium