ما هي مادة الكاليفورنيوم و استعمالاتها

أين توجد مادة الكاليفورنيوم

الكاليفورنيوم هو مادة اصطناعية ولا يوجد بشكل طبيعي على الأرض، ويتم إنتاجه في المفاعلات النووية عن طريق قذف البلوتونيوم بالنيوترونات وفي مسرعات الجسيمات.[1]

المادة الكاليفورنيوم هي عنصر كيميائي مشع يرمز له بالحرف Cf ورقمه الذري 98، وتم اكتشافه لأول مرة في عام 1950 في مختبر جامعة كاليفورنيا للإشعاع، ويتم إنتاجه عن طريق قصف الكوريوم بجسيمات ألفا (أيونات الهيليوم -4)، وهو العنصر السادس في العناصر التي تنتمي إلى عنصر اليورانيوم، ولديه ثاني أعلى كتلة ذرية بين جميع العناصر التي تم إنتاجها بكميات كافية لرؤيتها بالعين المجردة، وتستخدم المادة الكاليفورنيوم 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

يتميز الكاليفورنيوم بلون أبيض أو فضي وشكل معدني، ويمكن أن يصهر عند درجة حرارة 900 درجة مئوية، وهو قابل للطرق والقص باستخدام شفرة حلاقة، وتعتبر هذه المادة مصدرا قويا للنيوترونات، مما يدل على أنها تمتلك نشاطا إشعاعيا عاليا وتكون عادة غير موجودة 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 استخدام الكاليفورنيوم في عمليات الفصل المستخدمة في إعادة تدوير الوقود النووي، وفي إنتاج النيوترونات في المفاعلات النووية، ويستخدم في محطات الطاقة النووية على أساس مبدأ الانشطار، حيث تقوم النيوترونات الحرة بتقسيم الذرات وإطلاق الطاقة لبدء عملية الانشطار في المفاعل. يكفي ميكروجرام واحد فقط من الكاليفورنيوم لذلك.

تستخدم مادة الكاليفورنيوم، إلى جانب استخدامها في مفعلات الطاقة النووية لتشغيل تفاعلات الانشطار، لإنتاج عناصر أخرى، ويمكن استخدامها في تحليل محتوى الكبريت في البترول، ولديها القدرة على الترابط بين المواد وفصل بعض المواد الأخرى، وتقوم بنقل الشحنات من الروابط إلى المعادن، وتسبب بعض الخصائص الفيزيائية عدم الاستقرار في التكافؤ، مما ينتج عنه مجموعة كبيرة من السمات الإلكترونية غير المتوقعة، مثل تغيرات في الترابط تشبه معادن الانتقال .

يستخدم مادة الكاليفورنيوم كمصدر للإشعاع في علاج مجموعة واسعة من أنواع السرطانات المختلفة، ويتم استخدامه بفعالية في علاج سرطان عنق الرحم 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.