캘리포늄 원소의 성질과 이용

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캘리포늄(캘리포니엄 Californium, Cf) 원소의 성질과 이용

  

󰋯  원자번호：98

󰋯  족：3족(7주기), 전이원소(악티늄족)

󰋯  원자량：251

󰋯  밀도：15.1g/cm^-3

󰋯  각 전자궤도의 전자 수：2, 8, 18, 32, 28, 8, 2

󰋯  mp：약 900℃ / 󰋯  bp：1,745℃

  

캘리포늄(캘러포니엄)은 버클륨을 발견한 세 과학자와 스트리트(Kenneth Street 1920-2006)로 이루어진 4명의 과학자 팀이 1950년에 발견했다. 그들은 캘리포니아 대학 방사선연구소의 입자가속기를 이용하여 퀴륨-242에 알파 입자를 충돌시키는 방법으로 6번째의 초우라늄 원소를 합성하고, 그 이름을 캘리포늄이라 불렀다.

 

캘리포늄의 동위원소는 현재까지 20종 알려져 있다. 이 중에 가장 안정된 Cf-251의 반감기는 898년이고, Cf-249는 351년, Cf-250은 13.08년, Cf-252는 2.645년이고, 나머지 동위원소들의 반감기는 20분 이내이다.

 

캘리포늄은 은백색 금속이며, 면돗날로 자를 수 있을 정도로 무르다. 캘리포늄 동위원소 중에 Cf-252는 매우 강력하게 중성자를 방출하는데, 1마이크로그램의 Cf-252는 1초에 230만 개의 중성자를 방출한다고 했다. 그러므로 Cf-252는 중성자 발생원으로 온갖 실험에 매우 중요하게 이용된다. Cf-252의 중성자는 다른 방사선으로 치료가 어려운 뇌 암의 치료에 이용되기도 한다.

 

 

Cf-251은 임계질량이 5kg에 불과한데다 반감기가 짧은 특징이 있다. 러시아의 듀브나(Dubna)에 있는 조인트핵연구소가 2006년에 합성한 원자번호 118 우눈옥튬(ununoctium Uuo)은 Cf-249를 이용하여 만들었다.

 

우라늄보다 원자량이 큰 인공원소를 만드는 데는 엄청난 비용이 든다. 예를 들어 캘리포늄의 경우 1g을 생산하는데 약 1천만 달러가 든다고 한다. 이렇게 생산비만 비싸고 이용가치는 별로 없는 초우라늄이지만 과학자들은 그들의 성질을 연구하기 위해 온갖 노력을 한다. 미지의 세계를 발견할지 모르기 때문이다.

 

 

2025.06.12 - [과학 상식] - 버클륨 원소의 성질과 이용