98. Californio

 

Ha llegado el momento de aprender algo sobre el elemento número 98 de la Tabla Periódica: El californio. El último elemento de la Tabla con una aplicación práctica, que ahora veremos. Todos los elementos que quedan por ver son de labotatorio, demasiado inestables y demasiado caros. Ya los veremos, paciencia. Hoy, vamos a centrarnos en este interesante elemento. 

Ya sabrás, si te has leído las entradas anteriores, que el californio es un actínico con 98 protones en su núcleo y 98 electrones en su corteza. Dichos electrones se ordenan de una forma característica que hace que los actínidos (Todos esos elementos situados en una línea a parte y con números atómicos de entre el 89 y el 103) se parezcan químicamente entre si. Son todos ellos metales radiactivos y la mayoría, como el caso que nos ocupa, de laboratorio, es decir, no se encuentran en la naturaleza (más que unos cuantos átomos creados espontáneamente en las minas de uranio, otros cuantos átomos provenientes de la época en la que nos dedicábamos a hacer explotar bombas nucleares en nuestro poco cuidado planeta y otros cuantos dentro del combustible gastado de las centrales nucleares).  

El californio fue descubierto por los 4 mismos científicos que descubrieron el berkelio, pero unos meses más tarde, concretamente en febrero de 1950: Glenn Seaborg, Al Ghiorso, Stanley Thompson y Kennet Street. El procedimiento para descubrir ambos elementos era bastante similar, y por eso se descubrieron casi a la vez. Y claro, la gente empezaba a flipar, tantos elementos siendo descubiertos en tan poco tiempo. Especialmente conocida es la anécdota del New Yorker Magazine, que se refirió a ellos como los que estaban descubriendo elementos pesados con una frecuencia inusitada, casi alarmante. Añadieron, además, que los científicos habían mostrado una falta de visión y de relaciones públicas (siendo de donde eran, ya que se consideraba California como el evangelio del marketing), pues habían perdido la oportunidad, puesto que cualquier día descubrirían otro par de elementos, de inmortalizar a la Universidad de Berkeley con la siguiente secuencia: Universitium (97), ofium (98), californium (99), berkelium (100). 

Los científicos de California respondieron, claro:  

“Talk of the Town has missed the point in their comments on naming of the elements 97 and 98. We may have shown lack of confidence but no lack of foresight in naming these elements berkelium and californium. By using these names first, we have forestalled the appalling possibility that after naming 97 and 98 univesitium and offium, some New Yorker might follow with the discovery of 99 and 100 and apply the names newium and yorkium.”.  

Lo que viene a decir que, si hubieran llamado universitium y ofium a los elementos 97 y 98, quizás algún newyorkino hubiera descubierto los dos siguientes y los hubiera llamado newium y yorkium. La respuesta de los newyorkinos no se hizo esperar: Ya estamos trabajando en nuestras oficinas para obtener los dos siguientes elementos. Hasta ahora, lo único que tenemos son los nombres.  

El nombre del californio, por cierto, obviamente viene del estado de California. Pero claro, los nombres de las anteriores parejas de elementos, Europio-Americio, Gadolinio-Curio, Terbio-Berkelio estaban relacionados entre si, pero disprosio, que es el elemento situado encima del californio, debe su nombre a una palabra griega, dysprositos, que significa “difícil de obtener”. En realidad, el californio también había sido difícil de obtener… Y para buscarle una justificación al nombre, dijeron que los buscadores de otro elemento (el oro) de hace un siglo, lo tenían difícil para llegar a California.  

El caso es que el californio lo obtuvieron bombardeando 8 miligramos de curio242 con partículas alfa. Separaron la muestra resultante utilizando unas resinas iónicas y encontraron al elemento número 98 justo donde debía estar. Ya esperaban que decayera emitiendo partículas alfa con una cierta cantidad de energía (7´1MeV) y que tuviera una vida media de 45 minutos. Detectarlo fue posible gracias a la obra de Albert Ghiorso, que diseñó unos detectores capaces de localizar unas 80 partículas alfa por minuto de californio frente a las 10.000.000 provenientes de la muestra de curio. Impresionante. Y es que tan solo obtuvieron unos 5000 átomos de californio, lo que, entonces se dijeron, era un numero algo menor que la cantidad de estudiantes que por aquel entonces estaban matriculados en la Universidad de Berkeley.  Era californio-245 (Cf245). 

Tuvieron que esperar a 1958 para que Burris Cunningham y Stanley Thomson lo lograran aislar. Aislaron una pequeña muestra de Cf-249, 250, 251 y 252 (4 isótopos mezclados). Este elemento se puede obtener en los reactores nucleares, tras una exposición del plutonio a la radiación. La obtención de la primera muestra “visible” fue en 1962 por Cunningham y Jim Wallmann. Aislaron menos de la mitad de un microgramo de californio-249. Ahí lo tienes: 

Primera puesta de Californio

 

El isótopo más estable del californio es el Cf252, con sus 154 neutrones y 2645 años de vida media (Tiempo en la que cualquier muestra se reduce a la mitad). El Cf252 es el que se suele producir en los laboratorios de Oak Ridge (Oak Ridge National Laboratory, en Tennesse). El siguiente, el Cf251, tiene 898 años de vida media.  

El californio decae emitiendo una buena cantidad de neutrones. Si tienes una muestra de Cf252, alrededor del 3% de los átomos se fisionarán espontáneamente, soltando algún que otro neutrón por el camino (entre 3 y 4, por regla general). El resto (casi 97%) emitirá una partícula alfa convirtiéndose en curio-248, que a su vez pasará a ser plutonio… etc. Un 3% puede parecer poco, pero tan solo un microgramo de californio emite 2´3 millones de neutrones por segundo (Es que en un microgramo hay como unos 2400 millones de millones de átomos). En realidad, eso es un peligro, pero es útil, cuando lo que necesitas son, precisamente, neutrones. ¿Y quién, en su sano juicio, necesita semejante cantidad de neutrones? Pues algunas aplicaciones en medicina (tratamiento de ciertos tipos de cáncer), detectores de metales o mediciones especiales como la detección de trazas de algunos elementos (betas de oro o plata, por ejemplo, se pueden encontrar utilizando californio mediante un proceso llamado activación neutrónica) o análisis de ciertos materiales, como el carbón o mediciones más específicas para medir el desgaste o la corrosión de ciertas piezas. También se ha llegado a probar para comunicaciones inalámbricas. Obviamente, todas estas aplicaciones deben ser mediciones y casos muy concretos, ya que el californio es muy escaso.  

Las centrales nucleares también lo usan en sus puestas en marcha. Porque arrancar un reactor nuclear con todo el combustible nuevo sería muy difícil si no fuera por un poquito de californio. Me explico: El combustible nuclear nuevo es radiactivo, sí, pero no es peligroso. Pero en cuanto se mete en el reactor, con elementos combustibles ya irradiados anteriormente a su alrededor, empiezan a sucederse las reacciones de fisión y empieza a ser más radiactivo. Ya no tanto por las fisiones en sí (que también) si no por las cadenas de decaimiento de los elementos que surgen de las mismas.  

El californio también se ha usado para crear elementos mayores, como el laurencio o el oganesón. Ya llegaremos a ellos. 

Para producirlo hoy en día, y solo se produce en USA y Rusia, se bombardea berkelio-250 con neutrones. Este decaerá en californio 250 emitiendo radiación beta. Después, si se bombardea Cf-250 de nuevo con neutrones, se puede obtener Cf251 y Cf252. A partir del americio, curio o plutonio también se puede producir californio. La producción mundial de californio es menor de medio gramo al año. Así que tranquilo, aunque sabemos que es un elemento peligroso, la posibilidad de que alguien entre en contacto con él es más bien remota.