Найдорожчий метал на Землі (3 фото)

Прочитавши заголовок, багато хто подумає про золото, платину або паладію. Однак найдорожчий метал на Землі — це не те, з чого роблять кільця та сережки, а радіоактивний елемент, грам якого коштує близько 27 мільйонів доларів. А називається цей метал – каліфорній.





Зразок Каліфорнію-249 масою близько 10 мкг. Зображення було отримано Міністерством енергетики США у 1970-х роках

Його вперше синтезували у лютому 1950 року у Каліфорнійському університеті в Берклі. Американські вчені Стенлі Томпсон і Альберт Гіорсо бомбардували атоми кюрія (Cm) альфа-частинками і в результаті отримали новий елемент, якому надали назву каліфорній (Cf) - на честь штату Каліфорнія, його "батьківщини". У періодичній системі хімічних елементів він зайняв 98 атомний номер.

Каліфорній — штучний елемент, який жодного разу не виявили в природі. Хоча теоретично може утворюватися в незначних кількостях при ядерних реакціях в уранових рудах.

Виробництво каліфорнії

Наскільки відомо, у світі існує всього два місця, де синтезують каліфорній (головним чином ізотоп каліфорній-252): Науково-дослідний інститут атомних реакторів (НДІАР) у Димитровграді та Ок-Ріджська національна лабораторія в штаті Теннессі, США.

*Припускаю, що неофіційно виробництвом може займатися Китай, щоб ні від кого ні в чому не залежати.

Процес виробництва вкрай складний та довгий. Плутоній-239 піддають тривалого нейтронного опромінення в ядерному реакторі. В результаті серії захоплень нейтронів та бета-розпадів утворюється каліфорній. Весь цикл займає 8-18 місяців. Після цього із суміші опромінених елементів хімічними методами виділяють крихітні кількості каліфорнію.



60-дюймовий циклотрон у Радіаційній лабораторії Каліфорнійського університету у Берклі, 1939 рік. На прискорювачах цього типу у 1950 році було вперше синтезовано каліфорній.

Щороку деякі країни та США в сукупності виробляють лише 30-60 міліграмів каліфорнію. Для порівняння: вага однієї середньостатистичної квасолини у сухому вигляді становить близько одного грама.

Властивості Каліфорнія

Каліфорній - сріблясто-білий актиноїдний метал, який має настільки високу податливість і м'якість, що його можна легко різати ножем. Температура його плавлення – близько 900 °C, а кипіння (за розрахунками) – 1 470 °C.

Але головна його особливість – висока радіоактивність. Каліфорній-252, найпоширеніший ізотоп, — це потужне штучне джерело нейтронного та гамма-випромінювання. Завдяки здатності до спонтанного поділу, лише один грам цього ізотопу випускає приблизно 2,3 трильйони нейтронів на секунду. Для порівняння: один грам урану-235 випускає близько 0,0003 нейтрону за секунду.

Де його використовують

Незважаючи на мізерні обсяги виробництва, каліфорній знаходить застосування в різних областях:

Медицина

Каліфорній застосовується в брахітерапії, що є методом променевої терапії, в рамках якої джерело випромінювання вводиться безпосередньо в пухлину або розташовується поруч з нею.



Нейтронне випромінювання каліфорнію ефективно руйнує ракові клітини, особливо ті, що стійкі до звичайного рентгенівського опромінення. Локальна дія дозволяє значно зменшити вплив на здорові тканини, а значить, і знизити вираженість побічних ефектів.

Геологія та ресурсовидобуток

Каліфорній використовують у нейтронному каротажі – методі геофізичного дослідження гірських порід у свердловинах. Нейтрони, що випускаються каліфорнієм, глибоко проникають у породу і за характером розсіювання дозволяють визначити її склад, вологість, наявність нафти або газу. Цей метод набагато точніший за рентгенівський, що при масовій розробці родовищ дозволяє економити десятки мільйонів доларів.

Пошук дорогоцінних металів

Каліфорній застосовується в нейтронно-активаційному аналізі для пошуку золота, срібла, інших металів та рідкісноземельних елементів. Опромінення породи нейтронами дозволяє виявити навіть слідові кількості елементів, що шукаються.

Контроль якості у промисловості

За допомогою нейтронної радіографії просвічують деталі літаків, турбін, ядерних реакторів. Метод дозволяє виявити мікротріщини, порожнечі, корозію – дефекти, які не видно на рентгенівських знімках. Завдяки цьому каліфорній мінімізує будь-які ризики, тим самим рятуючи тисячі життів.

Наукові дослідження

Каліфорній використовують у фундаментальній фізиці для вивчення структури атомних ядер, синтезу нових надважких елементів, дослідження властивостей матерії та її поведінки в екстремальних умовах.

Таким чином, каліфорній – не просто найдорожчий метал. Це унікальний інструмент, який допомагає лікувати рак, шукати нафту, контролювати якість найскладніших конструкцій та досліджувати матерію на атомному рівні. І все це завдяки крихітним кількостям речовини, яку людство навчилося синтезувати лише 76 років тому.