Калифорний: самый дорогой металл на Земле

Разместил: Татьяна
14.03.2021
Калифорний: самый дорогой металл на Земле

Калифорний - элемент дороже платины и титана, по стоимости даже не сравним с ними. Калифорний (Cf) - получают химическим путем. Это элемент таблицы Менделеева. Он белого цвета с серебристым отблеском, но таким увидеть его невозможно, так как он в очень мизерных количествах.

Калифорний - самый дорогой металл планеты.

Например, при проектировании мощных радиоизотопных генераторов, в которых используются в качестве топлива уран и ряд трансурановых элементов, параметр критической массы ограничивает мощность такого устройства.

При расчётах и производстве ядерного и термоядерного оружия параметр критической массы существенным образом влияет как на конструкцию взрывного устройства, так и на его стоимость и сроки хранения. В случае проектирования и строительства атомного реактора, параметры критической массы также ограничивают как минимальные, так и максимальные размеры будущего реактора.

Из всех 17 изотопов Калифорния максимально изучен 252й. Он крайне токсичный, но содержит нереальный заряд энергии, выделяющейся в процессе деления атомов: 1 грамм выдает 2,4 биллиарда нейтронов в секунду, а это такая мощность, которую выделяет небольшой ядерный реактор.

Открыл Калифорний в 1950 году Гленн Сиборг в реакторе при расщеплении радиоактивных элементов в Калифорнийском университете в Беркли (США).

Металл мягкий, пластичный, легко режется лезвием.

На нашей планете Калифорний добывается только в двух местах: в США в Национальной лаборатории Окридж и в России в Дмитровграде Ульяновской области (НИИАР).

С 1961 года для получения Сf используют искусственный очень дорогой металл - кюрий (Сm).

В ядерном реакторе кюрий облучают от года до полутора лет. Затем выделяют калифорний.

Изначально, невидимый (лишь несколько атомов) Калифорний получили в реакторах, в которых под воздействием нейтронов осуществляли расщепление радиоактивных элементов.

Логично, что и полученный металл тоже является радиоактивным и возник он в результате четко направленной ядерной реакции. Через 8 лет удалось получить химическое соединение Калифорния в более твердом состоянии.

Калифорний: самый дорогой металл на Земле

Калифорний — семнадцать соединенных изотопов, естественно-радиоактивных.

Интересен тот факт, что все изотопы имеют кардинально разный период полураспада , от 2,6 до 900 лет, а также имеют чрезвычайно малую критическую массу.

Критическая масса — в ядерной физике минимальная масса делящегося вещества, необходимая для начала самоподдерживающейся цепной реакции деления.

Коэффициент размножения нейтронов в таком количестве вещества больше единицы или равен единице.

Размеры, соответствующие критической массе, также называют критическими. Величина критической массы зависит от свойств вещества (таких, как сечения деления и радиационного захвата), от плотности, количества примесей, формы изделия, а также от окружения. Например, наличие отражателей нейтронов может сильно уменьшить критическую массу.

В ядерной энергетике параметр критической массы является определяющим при конструировании и расчётах самых разнообразных устройств, использующих в своей конструкции различные изотопы или смеси изотопов элементов, способных в определенных условиях к ядерному делению с выделением колоссального количества энергии.

За год получают до 100 микрограмм, а запас его на планете 5-10 грамм. Стоимость 1 грамма металла - 6,5 млн. долл. Из всех изотопов Сf наиболее изучен 252-й. Он очень токсичен, но содержит громадный заряд энергии.

252 изотоп Калифорния создают в лабораторных условиях, а точнее в защищенных ядерных реакторах, расщепляя продукты облученные радиоактивным плутонием, кюрием или нейтронами.

Каждая стадия производства самого дорогого металла в мире, заключается в том, что производится распад и превращение исходного элемента в промежуточное состояние — изотоп другого металлического элемента, образующий в результате своего распада новый изотоп.

Калифорний-252 поддать распаду нереально. В результате преобразования, только 0,3% ядер плутония не распадается, поэтому для получения 1 грамма Калифорния требуется 10 кг плутония.

За год в мире получают до 100 микрограмм такого «концентрата энергии», как калифорний-252, а по некоторым оценкам, на нашей планете, его запас не превышает 5 грамм.

Калифорний-252 – самый дорогостоящий и научно важный металл.

Заказывают калифорний Турция, Китай, Австралия. Но так как технология производства длительная, покупатели стоят в очереди.

Применение Калифорния:

в разработках, посвященных разделению ядер, открытию и исследованию дальнего и ближнего космоса

в процессе нахождения полезных элементов (золота и серебра),

для нахождения слоев земли, имеющих воду и нефть,

для определения целостности ядерных реакторов, авиа и космических аппаратов.

Использование нейтронной камеры, с источником излучения — Калифорнием -252 , позволят находить даже супер запакованные наркотики, скрытые от обнаружения рентгеновскими лучами.

Несмотря на токсичность, его применяют в медицине, как источник целительного излучения, убивающего зараженные и больные ткани тела.

Калифорний: самый дорогой металл на Земле

При введении малейшего его количества в ткани тела, разрушаются все атипичные клетки, при этом здоровые клетки облучению не поддаются.

Применяется также в лучевой терапии. Микрочастица изотопа, помещенного на кончик иглы, способна точечно действовать на опухоль. При введении его маленького количества в опухоль - клетки ее разрушаются, не повреждая здоровой ткани.

Благодаря этим открытиям нейтронная радиохирургия стала реальным и опробованным способом лечения распространенных заболевания.

Так же используется этот экстравагантный металл в металлургии, химической и нефтяной промышленности.

С помощью калифорния определяются дефекты конструкции без ее демонтажа, например, самолета или космического аппарата.

Изотоп калифорний-252 особо редкий металл с огромным потенциалом. Практически любой реактор может собирать исходный материал для дальнейшего его преобразования в калифорний-252, что возможно в будущем повлияет на снижение стоимости редчайшего и дорогого металла - «концентрата энергии», и сделав нанотехнологии еще ближе.

Ученые считают, что Калифорния как и другие редкоземельных металлов, на Луне в тысячу раз больше чем на Земле, что является одной из причин будущей колонизации Луны.