Из Калифорнии с радиоактивностью

№ 10(1044), 15.03.2017 г.
67 лет назад, 17 марта 1950 года, был получен новый радиоактивный химический элемент — калифорний
17 марта 1950 года в университете Беркли (штат Калифорния, США) искусственным путем был получен новый радиоактивный химический элемент, которому присвоили атомный номер 98 в периодической системе и символ Cf (Californium). Как писали авторы, этим названием они хотели указать, что открыть данный элемент было так же трудно, как век назад колонистам-первопроходцам добраться до Калифорнии.
Сравнительно большие количества этого элемента были получены путем длительного облучения плутония в атомных реакторах. В мире существует буквально несколько граммов этого вещества. Калифорний чрезвычайно летучий металл. Он существует в двух полиморфных модификациях. Калифорний является самым дорогим металлом в мире. По оценкам, его стоимость составляет 6,5 миллиона долларов за грамм. Главное применение калифорния — изготовление мощных и чрезвычайно компактных источников нейтронов. Калифорний широко используется в медицине и различного рода детекторах.
Напомним что такое радиоактивный элемент. Это химический элемент, все изотопы которого радиоактивны. На практике этим термином часто называют всякий элемент, в природной смеси которого присутствует хотя бы один радиоактивный изотоп, то есть если элемент проявляет радиоактивность в природе. Кроме того, радиоактивными являются все синтезированные на сегодняшний день искусственные элементы, так как все их изотопы радиоактивны.
Радиоактивными элементами в строгом смысле являются все элементы, идущие в таблице Менделеева после свинца (включая висмут), а также элементы технеций и прометий. Следующие элементы содержат в природных смесях хотя бы один радиоактивный изотоп: калий, кальций, ванадий, германий, селен, рубидий, цирконий, молибден, кадмий, индий, теллур, лантан, неодим, самарий, европий, гадолиний, лютеций, гафний, вольфрам, рений, осмий, платина, висмут, торий, уран (в список не включены дочерние элементы из рядов урана и тория, такие как радий, радон и астат, а также образующиеся в атмосфере под действием космических лучей, такие как углерод-14).
Все элементы, идущие за ураном, называются трансурановыми элементами. Есть предположения, что некоторые далекие трансурановые элементы могут быть не радиоактивными или, во всяком случае, иметь достаточно долго живущие изотопы, чтобы присутствовать в природе.
К числу радиоактивных элементов принадлежат технеций (атомный номер 43), прометий (61), полоний (84) и все последующие элементы в Периодической системе Менделеева. К 1975 году было известно 25 радиоактивных элементов. 14 радиоактивных элементов с атомным номером 90—103 во многом сходны между собой; они составляют семейство актиноидов. Из природных радиоактивных элементов только два — торий (атомный номер 90) и уран (92) имеют изотопы, периоды полураспада которых (T1/2) сравнимы с возрастом Земли. Это 232Th (T1/2 = 1,41×1010 лет), 235U (T1/2 = 7,13×108 лет) и 238U (T1/2 = 4,51×109 лет). Поэтому торий и уран сохранились на нашей планете со времен ее формирования и являются первичными радиоактивными элементами. Изотопы 232Th, 235U и 238U дают начало естественным радиоактивным рядам, в состав которых входят в качестве промежуточных членов вторичные природные радиоактивные элементы с атомными номерами 84—89 и 91. Периоды полураспадов всех изотопов этих элементов сравнительно невелики, и, если бы их запасы не пополнялись непрерывно за счет распада долгоживущих изотопов U и Th, они давно бы уже полностью распались.
Радиоактивные элементы с атомными номерами 43, 61, 93 и все последующие называются искусственными, так как их получают с помощью искусственно проводимых ядерных реакций. Это деление радиоактивных элементов на природные и искусственные довольно условно; так, астат (атомный номер 85) был сначала получен искусственно, а затем обнаружен среди членов естественных радиоактивных рядов. В природе найдены также ничтожные количества технеция, прометия, нептуния (атомный номер 93) и плутония (94), возникающих при делении ядер урана — либо спонтанном, либо вынужденном (под действием нейтронов космических лучей и др.).
Два радиоактивных элемента — Th и U — образуют большое число различных минералов. Переработка природного сырья позволяет получать эти элементы в больших количествах. Радиоактивные элементы — члены естественных радиоактивных рядов — могут быть выделены радиохимическими методами из отходов производства Th и U, а также из торий- или урансодержащих препаратов, хранившихся долгое время. Np, Pu и другие легкие трансурановые элементы получают в атомных реакторах за счет ядерных реакций изотопа 238U с нейтронами. С помощью различных ядерных реакций получают и тяжелые трансурановые элементы Tc и Pm, образуются в атомных реакторах и могут быть выделены из продуктов деления.
Многие радиоактивные элементы имеют важное практическое значение. Уран и плутоний используют как делящийся материал в ядерных реакторах и в ядерном оружии. Облучение тория (его природного изотопа 232Th) нейтронами позволяет получить изотоп 233U — делящийся материал. Pm, Po, Pu и др. Радиоактивные элементы применяют для изготовления атомных электрических батареек со сроком непрерывной работы до нескольких лет. (См. статьи об отдельных радиоактивных элементах, а также Радиоактивные минералы, Ториевые руды, Урановые руды.)

Ведущий рубрики «Другие праздники»

Павел ГОЛУБЕВ,

«ЧЕСТНОЕ СЛОВО»