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El californio es un elemento químico radiactivo, transuránico y sintético, perteneciente a la familia de los actínidos. Su símbolo químico es Cf y su número atómico, 98. En condiciones normales de presión y temperatura, este cuerpo simple es un metal.
El californio se sitúa en el séptimo período y en el bloque f de la tabla periódica. Forma parte de los metales pesados. Su configuración electrónica es [Rn] 5f10 7s2. Sus electrones por nivel de energía son 2, 8, 18, 32, 28, 8 y 2. Este elemento puede iniciar reacciones de fisión en el control de centrales térmicas y reactores nucleares. Encuentra esta misma aplicación en la explotación petrolera y en radioterapia. En el control de las cementeras, el californio interviene en las sondas de control de producción.
El californio es un elemento químico de masa atómica 251 u. Tiene 186 ± 2 pm de radio atómico y 225 pm de radio covalente. Su estado de oxidación es 2, 3, 4 y su electronegatividad, 1.3.
Este cuerpo simple sólido tiene una densidad de 15,1 g·cm-3. Su sistema cristalino se presenta bajo una forma hexagonal compacta. Este elemento funde a 900 °C y hierve a 1 469,85 °C. Su primera energía de ionización se eleva a 6,281 7 eV y su segunda, a 11,8 eV. Su número CAS es 7440-71-3.
El californio es el sexto transuránico que ha sido sintetizado. Albert Ghiorso, Glenn T. Seaborg, Kenneth Street, Jr. y Stanley G. Thompson lo produjeron por primera vez en Berkeley, California en 1950. Una reacción de fusión entre un núcleo de curio 242 y un núcleo de helio-4 (α) se produjo. Forma un núcleo inestable de 246Cf y se desintegra emitiendo un neutrón, para finalmente producir un núcleo más estable, el 245Cf.
24296Cm + 42He → 24698Cf → 24598Cf + 10n
En relación con la edad de nuestro planeta, la vida media del californio es corta. Según los isótopos, dura al menos 900 años. Por esta razón, este elemento químico no existe en la Tierra en estado natural. De hecho, todos los átomos presentes durante la formación del planeta se habrían descompuesto. Como no forma parte de las cadenas de desintegración naturales, el Cf no se renueva naturalmente. Por lo tanto, los átomos de californio existentes aquí son de origen humano. Se pueden encontrar rastros de este elemento cerca de instalaciones que lo utilizan en medicina y exploración minera. Aunque se disuelve difícilmente en agua, se adhiere bien a un suelo ordinario. Esto se debe a las concentraciones de californio en el suelo. Pueden ser 500 veces más importantes que en el agua que rodea las partículas de este suelo.
Las pruebas nucleares atmosféricas realizadas antes de 1980 produjeron depósitos radiactivos. Provienen de la presencia de una pequeña cantidad de californio en el ambiente. Después de una explosión nuclear, se recogió el polvo radiactivo en el aire. Se observaron isótopos de Cf de número de masa 249, 252, 253 y 254.
Inicialmente, se presumía que este elemento químico era producido por supernovas, ya que su desintegración corresponde a la vida media de 60 días del 254Cf. Sin embargo, los estudios realizados posteriormente no lograron mostrar ningún espectro del californio. Actualmente, se supone que las curvas de luz de las supernovas siguen la desintegración del níquel 56.
El californio se forma por capturas neutrónicas sucesivas, procedentes del uranio 238 en los reactores nucleares. El berkelio 97Bk, etapa intermedia, puede dar californio desde el isótopo 249Bk, tanto por desintegración β como por captura neutrónica.
Para los neutrones térmicos, el isótopo 251Cf tiene una sección eficaz de fisión de 4 800 barn. Por consiguiente, la mayoría de los átomos se dividen antes de captar neutrones adicionales. Sin embargo, quedan suficientes para que el 252Cf pueda formarse en el material nuclear. La desintegración de este 252Cf es rápida en una serie de isótopos del curio. Estos pueden, a su vez, volver a dar californio por captura neutrónica.
El 251Cf constituye el isótopo del californio que tiene la vida más larga. Su vida media dura aproximadamente 900 años.
| Isótopo | AN* | Período | MD* | Ed* en MeV | PD* |
| 248Cf | {sin.} | 333,5 d | α FS | 6,361 — | 244CmPF |
| 249Cf | {sin.} | 351 a | α FS | 6,295 — | 245CmPF |
| 250Cf | {sin.} | 13,08 a | α FS | 6,128 — | 246CmPF |
| 251Cf | {sin.} | 898 a | α | 6,176 | 247Cm |
| 252Cf | {sin.} | 2,645 a | α FS | 6,217 — | 248CmPF |
| 253Cf | {sin.} | 17,81 d | β–α | 0,285 6,124 | 253Es 249Cm |
| 254Cf | {sin.} | 60,5 d | α FS | 5,926 — | 250CmPF |
AN* o abundancia natural es el porcentaje en número de átomos de cada isótopo.
Un núcleo atómico inestable se desintegra por un MD* o modo de desintegración.
Ed* o energía de desintegración se define por la energía emitida por la radiactividad de una descomposición nuclear.
PD* o producto de desintegración es el nucleido que proviene de la desintegración radiactiva de un nucleido precursor.
El isótopo 252Cf es particularmente peligroso, ya que es un potente emisor de neutrones. Un gramo de 252Cf libera 39 W de calor. Este calor es la suma del emitido por las fisiones espontáneas y el de las desintegraciones alfa. Un microgramo de 252Cf libera naturalmente 2 314 000 neutrones por segundo. Cada fisión libera en promedio 3,73 neutrones. La tasa de fisión espontánea es del 3,09 % por desintegración alfa.
El isótopo 251Cf se caracteriza por su baja masa crítica. Esta está por debajo de los 5 kg y apenas alcanza los 2 kg con un reflector de neutrones, como el acero. Teóricamente, sería posible fabricar una bomba atómica muy compacta a partir de este isótopo.
La radiactividad del californio es notable, su manipulación debe realizarse con precaución.
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