ما هي مادة الكاليفورنيوم و استعمالاتها
أين توجد مادة الكاليفورنيوم
الكاليفورنيوم مادة اصطناعية ولا يوجد بشكل طبيعي على الأرض ،
وهي يتم إنتاج الكاليفورنيوم في المفاعلات النووية بقذف البلوتونيوم بالنيوترونات وفي مسرعات الجسيمات.[1]
مادة الكاليفورنيوم هو
عنصر كيميائي مشع رمزه Cf ورقمه الذري 98، وقد تم تصنيعه لأول مرة في عام 1950 في مختبر جامعة كاليفورنيا للإشعاع، وتم تصنيعه عن طريق قصف الكوريوم بجسيمات ألفا (أيونات الهيليوم -4)، وهو العنصر السادس من عنصر اليورانيوم، ولديه ثاني أعلى كتلة ذرية لجميع العناصر التي تم إنتاجها بكميات كبيرة بما يكفي لرؤيته بالعين المجردة، وتستخدم مادة الكاليفورينيوم في العديد من الاستخدامات .
معلومات مادة الكاليفورنيوم
كاليفورنيوم هو عنصر اصطناعي مشع غير موجود في الطبيعة، وهو أحد الأكتينيدات وواحد من 15 عنصرًا مشعًا معدنيًا، ويوجد في أسفل الجدول الدوري، وهو معدن نقي أبيض فضي ومرن وقوي جدا، ويبلغ الوزن الذري أو متوسط كتلة الذرة له نحو 251، وكثافته غير معروفه، وهو عصر صلب في درجة حرارة الغرفة، ودرجة انصهاره 1،652 فهرنهايت .
يبلغ سعر مادة الكاليفورنيوم حوالي 27 مليون دولار للجرام الواحد، فهو على عكس العناصر والموارد الأخرى لا تتوفر بسهولة، ولا يوجد في الطبيعة ويتم إنشاؤها باستخدام عمليات تتطلب نفقات تشغيلية هائلة ومواد نادرة تدخل في عملية التكوين مثل عنصر الكريوم، وتتطلب معدات متخصصة لا تتوفر سوى في المختبرات العلمية ومحطات الأبحاث، لذلك يتم إنتاج أقل من 0.25 جرام من العنصر في السنة الواحدة فقط.
شكل مادة الكاليفورنيوم
الكاليفورنيوم له لون أبيض أو فضي ومعدني المظهر والشكل
، يمكن أن ينصهر عند 900 درجة مئوية، وهو قابل للطرق ويمكن قصه باستعمال شفرة حلاقة، وهذه المادة تعتبر باعث نيوتروني قوي ، مما يدل أنها شديدة النشاط الإشعاعي ولا توجد عادة في الطبيعة.[2]
استخدامات مادة الكاليفورنيوم
– تستخدم مادة الكاليفورنيوم وفقاً لمختبر جيفرسون كمصدر نيوتروني هام يساعد في الكشف عن الخامات والمعادن الطبيعية مثل الذهب والفضة، وذلك من خلال تقنية تعرف باسم التنشيط النيوتروني، ويستخدم في قياس رطوبة النيوترون ، وهي عبارة عن أجهزة يمكنها اكتشاف المياه وطبقات تحمل الزيت في آبار النفط .
– يمكن الاستفادة من مادة الكاليفورنيوم في عمليات الفصل التي تستخدم في إعادة تدوير الوقود النووي، وفي انتاج النيوترونات في المفاعلات النووية، وتدخل في عمل محطات الطاقة النووية على مبدأ الانشطار حيث تقوم النيوترونات الحرة بتقسيم الذرات التي تطلق الطاقة لبدء عملية الانشطار في المفاعل، ولا يتطلب الأمر سوى ميكروجرام واحد مادة الكاليفورنيوم.
– تستخدم مادة الكاليفورنيوم بالإضافة إلى استخدامها في مفعلات
الطاقة النووية
لبدء تفاعلات الانشطار، فإنه يتم استخدامه لإنشاء عناصر أخر، ويمكن استخدامه في تحليل محتوى الكبريت في البترولل، ولديه القدرة على الترابط بين المواد وفصل بعض المواد الأخرى، وتقوم بنقل الشحنات من الروابط إلى المعادن، وتتسبب بعض الخصائص الفزيائية في عدم استقرار في التكافؤ مما ينتج عنه مجموعة كبيرة من السمات الإلكترونية غير المتوقعة مثل تغيرات في الترابط التي تشبه معادن الانتقال .
– تعتبر مادة الكاليفورنيوم مصدر للإشعاع وهي من المواد التي تستخدم لعلاج مجموعة واسعة من أنواع السرطانات المختلفة، ويتم استخدامه في علاج سرطان عنق الرحم بفعالية باستخدام العلاج الإشعاعي، حيث يتم قذف الأورام بالنيوترونات وإنقاذ المزيد من الأرواح.
– تستخدم مادة الكاليفورنيوم في تحليل التنشيط النيوتروني (NAA) وهي طريقة لتحديد المواد المختلفة التي تعتمد على المادة التي تتعرض لها النيوترونات الحرة، مما يتسبب في تولد النظير المشع ، كما يستخدم في تحليل الصخور من على سطح القمر، ويستخدم لتحديد ما إذا كانت التربة ملوثة وإذا كانت ملوثة فيمكنها التعرف عن ما هي الملوثات، ويمكن أيضًا استخدام مادة الكاليفورنيوم لتحديد المعادن الثمينة مثل الذهب والفضة بين طبقات الصخور، كما يستخدم في تحديد مواقع وأماكن النفط وتحليلها، وتحديد مستويات المياه في التربة.