Revision Guide • Class 10-12 / JEE / NEET
கலிஃபோர்னியம் (Cf) திருப்புதல் வழிகாட்டி
By Periodic Table India
CBSE / JEE Prep Notes
- Californium - Cf - Actinide - Transuranic - Radioactivity - Heavy Element - Synthetic Element - Chemistry Revision
கலிஃபோர்னியம் (Cf) அறிமுகம்
கலிஃபோர்னியம் (Cf) ஒரு செயற்கையான, கதிரியக்க உலோகத் தனிமம் ஆகும். இது f-தொகுதி தனிமங்களைச் சேர்ந்த ஒரு ஆக்டினைடு என வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது.
ஏன் கனமான மற்றும் அரியது?
- அதிக அணு எண்: 98 அணு எண் கொண்ட இது, யுரேனியத்தை (Z=92) விட அதிக அணு எண் கொண்ட ஒரு டிரான்ஸ்யுரேனிக் தனிமம் ஆகும்.
- செயற்கை தோற்றம்: கலிஃபோர்னியம் பூமியில் இயற்கையாகக் கிடைப்பதில்லை. இது அணுக்கரு வினைகள் மூலம் ஆய்வகங்கள், அணு உலைகள் அல்லது துகள் முடுக்கிகளில் மட்டுமே உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. இது மிகவும் அரிய மற்றும் விலையுயர்ந்த தனிமமாக அமைகிறது.
- கதிரியக்கம்: கலிஃபோர்னியத்தின் அறியப்பட்ட அனைத்து ஐசோடோப்புகளும் கதிரியக்கமானவை, அவை மற்ற தனிமங்களாகச் சிதைவடைகின்றன.
ஆவர்த்தன அட்டவணையில் இடம்
- அணு எண் (Z): 98
- வேதியியல் குறியீடு: Cf
- தொகுதி: கலிஃபோர்னியம் ஒரு f-தொகுதி தனிமம் மற்றும் ஆக்டினைடு தொடரின் ஒரு பகுதியாகும். ஆக்டினைடு தொடரில் உள்ள தனிமங்கள் பொதுவாக முதன்மை தொகுதி அல்லது இடைநிலை உலோகங்களைப் போல குறிப்பிட்ட தொகுதிகளுக்கு (1-18) ஒதுக்கப்படுவதில்லை, ஆனால் அவை அவற்றின் பொதுவான ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலைகளில் தொகுதி 3 தனிமங்களுக்கு (ஸ்காண்டியம் மற்றும் இட்ரியம் போன்றவை) ஒத்த பண்புகளைக் காட்டுகின்றன.
- காலம்: 7
- தொகுதி: f-தொகுதி
- எலக்ட்ரான் அமைப்பு: [Rn] 5f¹⁰ 7s²
- [Rn] என்பது ஆக்டினைடுகளுக்கு முன்னதாக வரும் மந்த வாயுவான ரேடானின் எலக்ட்ரான் அமைப்பைக் குறிக்கிறது.
- 5f துணைக்கூடு ஆக்டினைடுகளுக்கு நிரப்பப்படுகிறது.
- 7s துணைக்கூடு முழுமையாக நிரம்பியுள்ளது.
கதிரியக்கம் மற்றும் நிலைத்தன்மை
கலிஃபோர்னியத்தின் அனைத்து ஐசோடோப்புகளும் கதிரியக்கமானவை மற்றும் அணுக்கரு சிதைவுக்கு உட்படுகின்றன.
முக்கிய ஐசோடோப்புகள் மற்றும் அவற்றின் பண்புகள்
- ²⁵²Cf (கலிஃபோர்னியம்-252):
- அரை ஆயுள்: தோராயமாக 2.645 ஆண்டுகள்.
- முதன்மைச் சிதைவு முறைகள்: ஆல்பா சிதைவு (96.9%) மற்றும் தன்னிச்சையான பிளவு (3.1%) இரண்டிற்கும் உட்படுகிறது.
- முக்கியத்துவம்: அதன் அதிக தன்னிச்சையான பிளவு வீதம் காரணமாக இது பரவலாக உற்பத்தி செய்யப்பட்டு பயன்படுத்தப்படும் ஐசோடோப் ஆகும், இது மிகவும் வலிமையான நியூட்ரான் உமிழ்ப்பானாக அமைகிறது.
- ²⁴⁹Cf (கலிஃபோர்னியம்-249):
- அரை ஆயுள்: தோராயமாக 351 ஆண்டுகள்.
- முதன்மைச் சிதைவு முறை: ஆல்பா சிதைவு.
- ²⁵¹Cf (கலிஃபோர்னியம்-251):
- அரை ஆயுள்: தோராயமாக 900 ஆண்டுகள்.
- முதன்மைச் சிதைவு முறை: ஆல்பா சிதைவு. இது அதிக ஆயுள் கொண்ட Cf ஐசோடோப் ஆகும், ஆனால் உற்பத்தி செய்வது மிகவும் சவாலானது.
அறிவியல் முக்கியத்துவம்
கலிஃபோர்னியத்தின் முதன்மை முக்கியத்துவம் அதன் தனித்துவமான அணுக்கரு பண்புகள், குறிப்பாக ²⁵²Cf-இல் இருந்து நியூட்ரான் உமிழ்வு ஆகியவற்றில் இருந்து உருவாகிறது.
செயற்கை உற்பத்தி
- கலிஃபோர்னியம் முதன்முதலில் 1950 இல் பெர்க்லியில் உள்ள கலிபோர்னியா பல்கலைக்கழகத்தில், கியூரியம்-242 (²⁴²Cm) இன் மைக்ரோகிராம் அளவை சைக்ளோட்ரானில் ஆல்பா துகள்கள் (ஹீலியம் அணுக்கருக்கள், ⁴He) மூலம் குண்டுவீசி தயாரிக்கப்பட்டது. ²⁴²Cm + ⁴He → ²⁴⁵Cf + ¹n (neutron)
ஆராய்ச்சி மற்றும் தொழில்துறை பயன்பாடுகள்
- நியூட்ரான் மூலம்: ²⁵²Cf ஆனது கிடைக்கக்கூடிய மிகத் தீவிரமான நியூட்ரான் உமிழ்ப்பாளர்களில் ஒன்றாகும், இது பல்வேறு பயன்பாடுகளில் விலைமதிப்பற்றதாக அமைகிறது:
- நியூட்ரான் ரேடியோகிராபி: விமானக் கூறுகளைச் சேதப்படுத்தாமல் ஆய்வு செய்யவும், பொருட்களில் ஏற்படும் அரிப்பு அல்லது குறைபாடுகளைக் கண்டறியவும், வெடிபொருட்களை ஆய்வு செய்யவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
- நியூட்ரான் செயல்பாட்டு பகுப்பாய்வு (NAA): புவியியல், தடயவியல் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் அறிவியல் போன்ற துறைகளில் பல்வேறு பொருட்களின் துல்லியமான தனிம பகுப்பாய்வுக்காக.
- மருத்துவ பயன்பாடுகள்: வரலாற்றில் சில வகை புற்றுநோய்களுக்கான பிராக்கிதெரபியில் பயன்படுத்தப்பட்டது, இங்கு அதன் நியூட்ரான்கள் மற்ற கதிரியக்க சிகிச்சைகளுக்கு எதிர்ப்புத் தெரிவிக்கும் கட்டிகளுக்கு எதிராக பயனுள்ளதாக இருக்கும். மற்ற சிகிச்சைகள் கிடைப்பதால் அதன் பயன்பாடு குறைந்துள்ளது.
- அணு உலை தொடக்கம்: அணு உலைகளில் பிளவு சங்கிலி வினையைத் தொடங்க ஒரு நிலையான மற்றும் நம்பகமான நியூட்ரான் மூலமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
- சுரங்க மற்றும் எண்ணெய் ஆய்வு: கனிம உள்ளடக்கத்தை (எ.கா., நிலக்கரி, தங்கம், வெள்ளி) மற்றும் மண்ணில் உள்ள ஈரப்பதத்தை சம்பவ இடத்திலேயே பகுப்பாய்வு செய்வதற்கான கையடக்க சாதனங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அத்துடன் எண்ணெய் மற்றும் நீர் அடுக்குகளை தீர்மானிக்க கிணறு தோண்டும் நடவடிக்கைகளிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
பொதுவான பயன்பாடுகளின் குறைபாடு
- அதிக செலவு மற்றும் பற்றாக்குறை: கலிஃபோர்னியம் உற்பத்தி செய்வதில் உள்ள அதீத சிரமம் மற்றும் செலவு அதன் பயன்பாட்டை மிகவும் சிறப்பு வாய்ந்த அறிவியல், தொழில்துறை மற்றும் மருத்துவ பயன்பாடுகளுக்கு மட்டுமே கட்டுப்படுத்துகிறது.
- தீவிர கதிரியக்கம்: அதன் தீவிர கதிரியக்கம் கடுமையான கையாளுதல் முன்னெச்சரிக்கை நடவடிக்கைகளையும் சிறப்பு அடைப்புகளையும் அவசியமாக்குகிறது, இது அன்றாட பயன்பாடுகளில் அதன் பயன்பாட்டைத் தடுக்கிறது.