Californium Cf

Entdeckung

Californium wurde erstmals Anfang 1950 an der University of California in Berkeley von Stanley Thompson, Kenneth Street Jr., Albert Ghiorso und Glenn Seaborg hergestellt. Sie beschossen einige Mikrogramm Curium-242 mit Alphateilchen und erhielten Californium-245 mit einer Halbwertszeit von etwa 44 Minuten. Die erste Probe umfasste nur einige Tausend Atome.

Die Entdeckung folgte der des Berkeliums innerhalb weniger Wochen – durch dasselbe Team, mit demselben Zyklotron und ähnlichen Trennverfahren. Größere Mengen gewann man später durch langes Bestrahlen von Plutonium oder Curium mit Neutronen in Reaktoren, und die erste wägbare Menge einer Californiumverbindung erhielt man um 1958. Heute stammt der größte Teil des Weltbedarfs aus dem High Flux Isotope Reactor in Oak Ridge (Tennessee) und aus einem Forschungsreaktor in Russland.

Herkunft des Namens

Das Team benannte das Element nach dem Bundesstaat Kalifornien und der University of California. Das Symbol ist Cf. Nachdem Berkelium und Californium kurz nacheinander erschienen waren, spottete The New Yorker, die Berkeley-Gruppe hätte die Elemente 97 und 98 „Universitium“ und „Ofium“ nennen und Californium für 99 aufsparen sollen, um den Namen der Universität auszubuchstabieren. Seaborg soll erwidert haben, dann hätten womöglich New Yorker die nächsten beiden Elemente für sich beansprucht.

Wichtigste Verwendungen

• Anfahren von Reaktoren: Californium-252-Quellen liefern die ersten Neutronen, die die Kettenreaktion in neuen Reaktoren oder nach langem Stillstand in Gang setzen.
• Exploration und Prozesskontrolle: Es wird bei Bohrlochmessungen für Öl und Gas, bei der Prospektion auf Gold und Silber und in Neutronenaktivierungsanalysatoren eingesetzt, die die Zusammensetzung von Kohle und Zement in Echtzeit überwachen.
• Sicherheitskontrollen: Neutronenbasierte Prüfsysteme nutzen es, um die elementare Zusammensetzung versteckter Sprengstoffe oder Drogen zu enthüllen.
• Medizin: Manche Länder haben Californium-252-Quellen in der Brachytherapie von Krebsarten wie Gebärmutterhalskrebs eingesetzt.
• Forschung: Californium-249 war das Target, mit dem Element 118, Oganesson, erzeugt wurde.

Isotope

Californium hat keine stabilen Isotope. Das langlebigste, Californium-251, hat eine Halbwertszeit von etwa 900 Jahren. Californium-252, das Arbeitspferd, hat eine Halbwertszeit von etwa 2,6 Jahren; rund 3 Prozent seiner Zerfälle sind Spontanspaltungen, weshalb ein einziges Mikrogramm etwa 2,3 Millionen Neutronen pro Sekunde aussendet. Californium-249 (etwa 351 Jahre) entsteht aus dem Zerfall von Berkelium-249 und wurde als Target in der Forschung an superschweren Elementen verwendet.

Im Alltag

Im Alltag ist Californium unsichtbar, doch durch Bohrlochmessungen und das Anfahren von Reaktoren arbeitet es im Hintergrund der Ölförderung und der Stromerzeugung. Californium-252-Quellen senden intensive Neutronen- und Gammastrahlung aus und werden daher in stark abgeschirmten Behältern transportiert und nur von zugelassenen Fachleuten gehandhabt. Nach Aufnahme in den Körper lagert sich Californium bevorzugt in den Knochen ab.