鐦
| 鐦 |
鐦，部外筆畫:5,總筆畫:12 ; 繁體部首:金，部外筆畫:5,總筆畫:12
五筆86&98:QHHY 倉頡:CYMY
筆順編號:3 4 1 1 2 4 3 1 2 1 1 2 4 四角號碼:81131 UniCode:CJK 統一漢字 U+9272
第98號化學元素
目錄
基本信息
中文名； 鐦
拼音； kāi
部首； 釒
部外筆畫； 5
部首筆畫； 鐦
拼音:kǎ
部首:釒,部外筆畫:5,總筆畫:13 ; 繁體部首:金,部外筆畫:5,總筆畫:13
五筆86&98:QHHY 倉頡:CYMY
筆順編號:3 4 1 1 2 4 3 1 2 1 1 2 4 四角號碼:81131 UniCode:CJK 統一漢字 U+9272
基本字義
鐦
kǎㄎㄚˇ
◎ 化學元素"鐦"的又譯(常用於港台地區)。
◎ 1905年，德國科學家維斯巴赫從氧化鐿中分離出的一種新元素，符號Cf，曾一度獲得承認，譯作"鐦"，後確定它就是"鑥"，故此名稱被捨棄。
英文名: Californiu
物理特性
鐦是一種銀白色的錒系金屬，熔點為900 ± 30 °C，估計的沸點為1745 °C。處於純金屬態時，鐦是具延展性的，可以用刀片輕易切開。在真空狀態下的鐦金屬到了300 °C以上時便會氣化。在51 K(−220 °C)以下的鐦金屬具鐵磁性或亞鐵磁性，在48至66 K時具反鐵磁性，而在160 K(−110 °C)以上時具順磁性。它與鑭系元素能夠形成合金，但人們對其所知甚少。
在一個大氣壓力下，鐦有兩種晶體結構:在900 °C以下為雙層六方密排結構(稱α型)，此時密度為15.10 g/cm;而另一種面心立方結構(β型)則在900 °C以上出現，密度為8.74 g/cm。在48 GPa的壓力下，鐦的晶體結構會由β型轉變為第三種正交晶繫結構。這是由於鐦原子中的5f電子在此壓力下會變成離域電子，這些自由電子夠參與鍵結的形成。
物質的體積模量指的是該物質抗衡均勻壓力的強度。鐦的體積模量為50 ± 5 GPa，這與三價的鑭系金屬相似，但比一些常見的金屬低(如鋁:70 GPa)。
同位素
主條目:鐦的同位素
目前已知的鐦同位素共有20個，都是放射性同位素。其中最穩定的有鐦-251(半衰期為898年)、鐦-249(351年)、鐦-250(13.08年)及鐦-252(2.645年)。其餘的同位素半衰期都在一年以下，大部分甚至少於20分鐘。鐦同位素的質量數從237到256不等。
鐦-249是在鉳-249進行β衰變後形成的。大部分其他的鐦同位素是在核反應爐中對鉳進行強烈的中子輻射後產生的。雖然鐦-251的半衰期最長，但是由於容易吸收中子(高中子捕獲率)以及會與其他粒子產生反應(高中子截面)，所以其產量只有10%。
鐦-252是個強中子射源，因此其放射性極高，非常危險。鐦-252有96.9%的機率進行α衰變(損失兩顆質子和兩顆中子)，並形成鋦-248，剩於的3.1%機率進行自發裂變。一微克(µg)的鐦-252每秒釋放230萬顆中子，平均每次自發裂變釋放3.7顆中子。其他大部分的鐦同位素都以α衰變形成鋦的同位素(原子序為96)。
歷史
1950年2月9日前後，物理學家Stanley G. Thompson、Kenneth Street, Jr.、阿伯特·吉奧索及格倫·西奧多·西博格在伯克利加州大學首次發現了鐦元素。鐦是第六個被發現的超鈾元素。研究小組在1950年3月17日發布了該項發現。
美國加州伯克利的1.5米直徑回旋加速器將α粒子(4
2He)加速至35 MeV能量，射向一微克大小的鋦-242目標，以此產生了鐦-245(245
98Cf)和一顆自由中子(n)。
24296Cm + 42He → 24598Cf + 10n 此次實驗只產生了大約5千顆鐦原子，半衰期為44分鐘。
該新元素以加州和加州大學命名。這和95至97號元素的命名方式有所不同。第95至97號元素是利用類似於對上的元素之命名方式而命名的。但是，98號元素以上的鏑(Dysprosium)的意思是「難取得」，所以研究人員決定打破此前的非正式命名常規。
愛達荷國家實驗室通過對鈽目標體進行輻射，首次產生了重量可觀的鐦元素，並於1954年發布了研究結果。產生的樣本中能夠觀察到鐦-252的高自發裂變率。1958年，科學家首次對濃縮鐦進行了實驗。在對鈽-239進行中子輻射連續5年之後，科學家在樣本中發現了從鐦-249到鐦-252的各個同位素。兩年後的1960年，勞倫斯伯克利國家實驗室的Burris Cunningham和James Wallman把鐦置於蒸汽與鹽酸中，第一次製成了鐦的化合物--三氯化鐦、氯氧化鐦及氧化鐦。
1960年代，位於美國田納西州橡樹嶺的橡樹嶺國家實驗室利用其高通率同位素反應爐(HFIR)產生了少量的鐦。到1995年為止，HFIR的實際鐦年產量為500毫克。在《英美共同防禦協約》下英國向美國提供的鈽元素曾用於製造鐦。
美國原子能協會在1970年代初起向工業及學術機構銷售鐦-252同位素，每微克價格為10美元，從1970至1990年每年一共售出150微克鐦-252。Haire和Baybarz於1974年用鑭金屬還原了氧化鐦(III)，首次製成數微克重、厚度小於1微米的鐦金屬薄片。
應用
鐦-252作為一種強中子射源，有著幾個應用的範疇。每微克的鐦每分鐘能夠產生1.39億顆中子。因此鐦可以被用作核反應爐的中子啟動源或在中子活化分析中作為(非來自反應爐的)中子源。在放射治療無效時，子宮頸癌和腦癌的治療目前用到了鐦所產生的中子。自從1969年薩瓦那河發電廠向喬治亞理工學院借出119 µg的鐦-252之後，鐦一直被用於教育範疇上。在煤炭、水泥產業中，鐦也被應用在煤元素分析和粒狀物質分析機上。
由於中子能夠穿透物質，所以鐦也可以被用在探測器中，如燃料棒掃描儀，使用中子射線照相術來探測飛機和武器部件的腐蝕、問題焊接點、破裂及內部濕氣，以及便攜式金屬探測器等。中子濕度計利用鐦-252來尋找油井中的水和石油，為金銀礦的實地探測提供中子源，以及探測地下水的流動。1982年鐦-252的主要用途按用量比例分別為:反應爐啟動源(48.3%)、燃料棒掃描儀(25.3%)及活化分析(19.4%)。到了1994年，大部分的鐦-252都用於中子射線照相(77.4%)，而燃料棒掃描儀(12.1%)和反應爐啟動源(6.9%)則成了次要的應用範圍。
鐦-251的臨界質量很低(約為5 kg)。人們曾誇大其低臨界質量的可能用途。
2006年10月，位於俄羅斯杜布納聯合核研究所的研究人員宣布成功合成3顆Uuo(118號元素)原子。他們利用鈣-48撞擊鐦-249，產生了這個目前最重的元素。該次實驗的目標體是一片面積為32 cm、含有10 mg鐦-249的鈦薄片。 其他用到鐦來合成的超鈾元素還包括1961年以硼原子核撞擊鐦所形成的鐒元素。[1]