Синтез нового элемента в Беркли
17 марта 1950 года группа американских учёных под руководством Гленна Сиборга объявила о синтезе нового радиоактивного химического элемента – калифорния. Открытие произошло в Калифорнийском университете в Беркли, где исследователи бомбардировали микроскопическое количество кюрия-242 альфа-частицами с энергией 35 МэВ. В результате получился изотоп Cf-245 с периодом полураспада 44 минуты. Элемент получил название «калифорний» в честь штата и университета, где был открыт, а также как символ трудного пути к научному открытию, сравнимого с освоением Дикого Запада первопроходцами.
Физико-химические свойства калифорния
Калифорний – трансурановый элемент с атомным номером 98, относящийся к актинидам. Он обладает высокой радиоактивностью и существует в нескольких изотопных формах, наиболее стабильной из которых является Cf-251. Металлический калифорний был получен только в 1954 году, спустя четыре года после открытия. Элемент чрезвычайно летуч и существует в двух полиморфных модификациях. Его плотность составляет около 15 г/см³, а температура плавления – 900 °C. Из-за сложности получения и высокой стоимости калифорний остаётся одним из самых редких и дорогих материалов на Земле, синтезируемым в микрограммах.
Методы получения и сложности синтеза
Первоначально калифорний получали в лабораторных условиях на циклотроне, но позже начали использовать ядерные реакторы. Значимые количества элемента стали доступны благодаря облучению плутониевых мишеней на Национальной реакторной испытательной станции в Айдахо. Этот процесс требует длительного времени и высокой точности, поскольку изотопы калифорния образуются в результате сложных ядерных реакций. Из-за высокой радиоактивности и короткого периода полураспада многих изотопов, работа с элементом требует специальных условий и оборудования. С момента открытия было синтезировано всего несколько граммов вещества.
Применение в науке и медицине
Несмотря на редкость, калифорний нашёл применение в различных областях. Изотоп Cf-252 используется как мощный источник нейтронов, применяемый в нейтронно-активационном анализе, дефектоскопии и геофизических исследованиях. В медицине он используется для лечения злокачественных опухолей горла и мозга, особенно в случаях, когда традиционная лучевая терапия оказывается неэффективной. Также калифорний применяется в ядерных реакторах и при изучении спонтанного деления ядер. Его уникальные свойства делают его незаменимым инструментом в фундаментальных и прикладных исследованиях, несмотря на высокую стоимость и сложность обращения.
Научное и историческое значение открытия
Открытие калифорния стало важной вехой в развитии ядерной химии и физики. Оно подтвердило возможность синтеза новых элементов за пределами природной таблицы Менделеева и продемонстрировало потенциал ядерных технологий. Работа Сиборга и его коллег стала продолжением исследований трансурановых элементов, начатых в 1940-х годах. Калифорний стал девятым искусственным элементом, открытым в США, и укрепил лидерство американской науки в области ядерных исследований. Событие 17 марта 1950 года вошло в историю как пример научного упорства, технического мастерства и стремления к расширению границ человеческого знания.
