CALIFORNIO-252, EL METAL MÁS CARO DEL MUNDO
En este HILO descubrirás muchos detalles del Cf-252, como por qué un gramo de este isótopo radiactivo tiene un precio de 27 millones de dólares.
En este HILO descubrirás muchos detalles del Cf-252, como por qué un gramo de este isótopo radiactivo tiene un precio de 27 millones de dólares.
Los investigadores Stanley G. Thompson, Kenneth Street Jr., Albert Ghiorso y Glenn T. Seaborg sintetizaron por primera vez el californio en la Universidad de California, Berkeley (EEUU), alrededor del 9 de febrero de 1950. De ahí proviene su nombre.
Para producir californio, bombardearon con partículas alfa (núcleos de helio) de 35 MeV una muestra de curio-242 del orden de unos microgramos, en un ciclotrón de 1500 mm de diámetro en Berkeley, California. El resultado fue californio-245 y un neutrón libre (n).
El californio-252 (Cf-252) es un isótopo radiactivo del californio. Se aisló por primera vez a partir de los escombros de la prueba nuclear Ivy Mike en el atolón Enewetak (Islas Marshall), en noviembre de 1952. Fue la primera bomba de fusión nuclear, de 10,4 megatones de TNT.
El Cf-252 se desintegra por emisión alfa (núcleos de helio) con un período de semidesintegración 2,55 años, a la vez que por fisión espontánea con un período de semidesintegración 85 años, liberando una media de 3,86 neutrones por fisión.
El Cf-252 emite la enorme cantidad de 2,34·10E12 neutrones por gramo y segundo. Dicho de otra forma, cada microgramo (µg) de californio fresco emite 2,3 millones de neutrones por segundo de forma espontánea.
Pronto se descubrió que el potencial de este isótopo era único y enorme, especialmente en investigación, energía, industria y medicina. La Atomic Energy Comission (AEC) anunció en noviembre de 1970 que el Cf-252 podría estar disponible a la venta por $10/µg.
La primera venta de 1 mg de Cf-252 se produjo en 1971, al Departamento de Química de la Universidad de Kentucky, para realizar la activación de muestras recibidas de las misiones Apollo a la luna.
La producción anual de Cf-252 es muy baja, en torno a 400-500 mg/año en EEUU, lo que condiciona su precio, que subió durante años hasta alcanzar los $60/µg en 1999. Actualmente se cotiza a $27/µg, es decir, 27 millones de dólares el gramo. Rusia también produce Cf-252.
Desde 1988, el @ORNL realiza la producción de Cf-252 en Oak Ridge, Tennessee (EEUU), en el reactor de investigación HFIR de agua ligera. El combustible es óxido de uranio y tiene unos 85 MW de potencia térmica (un reactor comercial tiene unos 3000 MWt).
Las aplicaciones del Cf-252 son múltiples (ver imagen adjunta), en ámbitos tan diversos como las aplicaciones médicas (tratamiento de algunos tumores), control de procesos industriales, análisis elementales de muestras, exploración oceanográfica o inspección de materiales.
Una de las aplicaciones del Cf-252 es el primer arranque de reactores nucleares. Los neutrones emitidos por las fisiones espontáneas de este isótopo inician la reacción cadena al extraer las barras de control y reducir la concentración de ácido bórico (PWR). Imagen de la cápsula.
Los PWR de Westinghouse utilizan fuentes primarias (Cf-252) insertadas en dos de los 157 elementos combustibles para el primer arranque y fuentes secundarias (Sb-Be) en los posteriores.
Un reactor de agua en ebullición (BWR) necesita solo 3 mg de Cf-252 para su primer arranque, que al precio actual costaría unos 81.000 dólares. Un reactor de agua a presión (PWR) necesita mucho menos, 0,5 mg, que costarían 13.500 dólares.
En una recarga de combustible se sutituye 1/3 de los elementos, así que los 2/3 restantes están irradiados y tienen fisiones espontáneas que siven para arrancar el reactor. Actualmente en algunos reactores ya no son necesarias las fuentes secundarias.
REFERENCIA
📖 Oak Ridge National Laboratory. Californium-252: a remarkable versatile radioisotope.
inis.iaea.org/collection/NCL…
📖 Oak Ridge National Laboratory. Californium-252: a remarkable versatile radioisotope.
inis.iaea.org/collection/NCL…
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