- Californium
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Californium Berkélium ← Californium → Einsteinium Dy
98Cf ↑ Cf ↓ Uqo Table complète • Table étendue Informations générales Nom, symbole, numéro Californium, Cf, 98 Série chimique Actinides Groupe, période, bloc L/A, 7, f Masse volumique 15,1 g·cm-3 [1] Couleur Argentée No CAS [2] Propriétés atomiques Masse atomique 251 u Configuration électronique [Rn] 5f10 7s2
Électrons par niveau d’énergie 2, 8, 18, 32, 28, 8, 2 État(s) d’oxydation 2, 3, 4 Propriétés physiques État ordinaire Solide Point de fusion 900 °C [1] Point d’ébullition 1 469,85 °C, 1 743 Divers Électronégativité (Pauling) 1.3 Énergies d’ionisation[3] 1re : 6,2817 eV 2e : 11,8 eV Isotopes les plus stables iso AN Période MD Ed PD MeV 248Cf {syn.} 333,5 j α
FS6,361
—244Cm
PF249Cf {syn.} 351 a α
FS6,295
—245Cm
PF250Cf {syn.} 13,08 a α
FS6,128
—246Cm
PF251Cf {syn.} 898 a α 6,176 247Cm 252Cf {syn.} 2,645 a α
FS6,217
—248Cm
PF253Cf {syn.} 17,81 j β-
α0,285
6,124253Es
249Cm254Cf {syn.} 60,5 j α
FS5,926
—250Cm
PFPrécautions 
Élément radioactifUnités du SI & CNTP, sauf indication contraire. Le californium est un élément chimique de symbole Cf et de numéro atomique 98. C'est le sixième transuranien synthétisé. Métal radioactif particulièrement dispendieux, il trouve néanmoins des applications comme amorce des réactions de fission dans les réacteurs nucléaires, dans le pilotage des centrales thermiques et des cimenteries en intervenant dans les sondes de contrôle de production, dans certaines radiothérapies, ainsi que dans l'exploration pétrolière.
Il a été produit pour la première fois en 1950 par Stanley G. Thompson, Glenn T. Seaborg, Kenneth Street, Jr., et Albert Ghiorso à Berkeley, en Californie, d'où son nom : il avait alors été obtenu en bombardant une cible de curium 242 avec un faisceau de particules α pour produire du 245Cf par une réaction (α,n) :
Formation
Le californium se forme dans les réacteurs nucléaires par captures neutroniques successives à partir d'uranium 238. L'étape intermédiaire est le berkélium 97Bk, qui peut donner du californium autant par capture neutronique que par désintégration β (à partir de l'isotope 249Bk).
L'isotope 251Cf a une section efficace de fission de 4 800 barn pour les neutrons thermiques, ce qui fait que la plupart des atomes fissionnent avant de capturer des neutrons supplémentaires, mais il en demeure néanmoins suffisamment pour que se forme du 252Cf dans le matériau nucléaire ; ce 252Cf se désintègre rapidement en une série d'isotopes du curium, lesquels sont susceptibles de redonner à leur tour du californium par capture neutronique.
Propriétés
L'isotope 252Cf est un puissant émetteur de neutrons, ce qui le rend particulièrement dangereux. Chaque microgramme de 252Cf émet spontanément 2 314 000 neutrons par seconde[4], tandis qu'un gramme dégage 39 W de chaleur[5].
L'isotope 251Cf est connu pour sa faible masse critique, inférieure à 5 kg et même à peine 2 kg avec un réflecteur de neutrons comme l’acier[6]. Il serait en théorie possible de fabriquer une bombe atomique très compacte à base de cet isotope ; en pratique, le coût de revient d'une telle masse critique de californium serait de l'ordre de 1011 €, ce qui exclut cette technologie pour un usage militaire ou terroriste à brève échéance.
Notes
- (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, 2009, 90e éd., Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0)
- Base de données Chemical Abstracts interrogée via SciFinder Web le 15 décembre 2009 (résultats de la recherche)
- (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC, 2009, 89e éd., p. 10-203
- R. C. Martin, J. B. Knauer, P. A. Balo, « Production, Distribution, and Applications of Californium-252 Neutron Sources », dans Applied Radiation and Isotopes, vol. 53, 1999, p. 785–792 [texte intégral, lien DOI]
- Encyclopædia Britannica Transuranium Element – Nuclear Properties.
- Site de l'IRSN (Institut de Radioprotection et de Sureté Nucléaire)
s1 s2 g f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 p1 p2 p3 p4 p5 p6 1 H He 2 Li Be B C N O F Ne 3 Na Mg Al Si P S Cl Ar 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 6 Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 7 Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo 8 Uue Ubn * Ute Uqn Uqu Uqb Uqt Uqq Uqp Uqh Uqs Uqo Uqe Upn Upu Upb Upt Upq Upp Uph Ups Upo Upe Uhn Uhu Uhb Uht Uhq Uhp Uhh Uhs Uho ↓ g1 g2 g3 g4 g5 g6 g7 g8 g9 g10 g11 g12 g13 g14 g15 g16 g17 g18 * Ubu Ubb Ubt Ubq Ubp Ubh Ubs Ubo Ube Utn Utu Utb Utt Utq Utp Uth Uts Uto Métalloïdes Non-métaux Halogènes Gaz rares Métaux alcalins Métaux alcalino-terreux Métaux de transition Métaux pauvres Lanthanides Actinides Superactinides Éléments non classés
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