На вес калифорния. В Ульяновской области делают металл стоимостью 250 млн долларов за грамм

Калифорний

— химический элемент, актиноид.

Серебро 1.1$ за 1 грамм — 10 место.

Как бы это парадоксально не звучало, но серебро входит в число дорогих металлов, но в тоже время серебро относится к дешевым металлам. Цена серебра за 1 грамм не превышает 1.1$. Он пользуется огромной популярностью среди разных народов. Он стал любимым веществом многих женщин и «героем» мистических сказок, как главное оружие против нечисти. Многие народы утверждают, что серебро может исцелять.

В Вавилоне серебро было священным и являлось символом Луны.В Средние векасеребро было популярно среди алхимиков. Серебро использовалось и используется для чеканки монет.

Искусственные элементы:

Калифорний

$6 500 000 за грамм

Существуют несколько изотопов калифорния, наибольшее практическое применение имеет калифорний-252. Радиоактивный калифорний стоит особняком даже в ряду самых дорогих металлов. Это объясняется как его огромной ценой, так и особыми свойствами. Энергия, выделяемая одним граммом калифорния, сопоставима с мощностью обычного ядерного реактора.

Ежегодно производится несколько миллиграммов металла, а общее количество произведенного за все годы калифорния не превышает 5 граммов. Основное применение — научные исследования в области ядерной физики и медицина.

Осмий 41.6$ за 1 грамм — 6 место.

Такое название он получил из-за своего неприятного запаха (от греческого «osme» – запах). Осмий был открыт в 1803 году английскими химиками Смитсоном Теннантом и Уильямом Х. Уолластоном в осадке, остающемся после растворения платины в царской водке.

В природе чистый осмий не найден. Обычно его находят связанным в минералах другим металлом — иридием.

Цена за 1 грамм составляет 41.6$. Его очень мало в земной коре, поэтому он такой дорогой.

В основном осмий применяется в химической промышленности, и то в небольших количествах.

Физические и химические свойства

Калифорний чрезвычайно летучий металл. Существует в двух полиморфных модификациях. Ниже 600 °C устойчива a-модификация с гексагональной решёткой (параметры а = 0,339 нм, с = 1,101 нм), выше 600 °C — b-модификация с кубической гранецентрированной решёткой. Температура плавления металла 900 °C, температура кипения 1227 °C.

По химическим свойствам калифорний подобен лантаноидам. Синтезированы галогениды калифорния — CfHal3, оксигалогениды — CfOHal. Для получения диоксида калифорния CfO2 оксид Cf2O3 окисляют при нагревании кислородом под давлением 10МПа. В растворах Cf4+ получают, действуя на соединения Cf3+ сильными окислителями. Синтезирован твёрдый дииодид калифорния CfI2. Из водных растворов Cf3+ восстанавливается до Cf2+ электрохимически.

Золото 56.9$ за 1 грамм — 5 место.

Слитки золота

Золото известно с давних времен. Оно остается самым популярным металлом в мире. Золото встречается только в чистом виде. Оно идеально подходит для изготовления украшений. И в среднем стоимость золота за 1 грамм составляет 56.9$.

Платина 69.1$ за 1 грамм — 4 место.

Этот благородный металл еще называют белым золотом. Он также как золото известен с незапамятных времен. В чистом виде платина не встречается — чаще всего в сплавах с другими веществами. Метал используют в ювелирном деле, используют в изготовлении монет, в медицине и в технике.

Природные вещества:

Родий

$225 за грамм

Один из самых редких на Земле. Металл серебристого цвета с сильными отражающими свойствами. Имеется внешнее сходство с алюминием, однако родий значительно тверже. Обладает высокой химической стойкостью и является отличным катализатором, что определяет его основное использование в химической и автомобильной промышленности. В ювелирном производстве родий применяется в процессе конечной обработки изделий.

Платина

$70 за грамм

Серебристо-белый металл. Ранее, из-за своей тугоплавкости, ценилась ниже серебра. Металл в чистом виде на Земле не найден. Чаще всего платина встречается в виде сплавов с другими металлами. Выделение платины осуществляется сложным химическим путем. Наряду с производством ювелирных изделий, платина используется в электронной и медицинской промышленности. Также используется для изготовления монет.

Золото

$30-40 за грамм

Главный драгоценный металл. Обнаруживается в недрах только в чистом состоянии. Ковкость, прочность и антикоррозийность золота делают его незаменимым химическим элементом для производства ювелирных изделий и банковских монет, определяют использование в электронной промышленности и стоматологии.

Осмий

$19 за грамм

Серебристо-белый блестящий металл, не встречается в недрах в чистом виде. Обладает специфическим запахом, имеет очень высокую плотность. Весьма хрупок. Используется в химической промышленности (катализатор) и фармакологии.

Рутений

$15 за грамм

Названный в честь России (лат. Ruthenia — Россия) серебристо-серый металл в недрах обнаруживается очень редко. Из его свойств выделяют одновременную твердость и хрупкость, а также тугоплавкость. Рутений высокой чистоты в настоящее время не получен. Характеристики рутения делают его востребованным в ювелирном производстве, химической и электронной промышленности.

Изотоп «Осмий — 187» 10 000$ за 1 грамм — 2 место.

Существует в форме изотопа. Цена за 1 грамм составляет 10000$, поэтому заслуживает 2 место. В чистом виде почти не встречается и добывание Осмия-187 является очень долгим и сложным процессом, который длится примерно 9-10 месяцев.

Самым дорогим металлом на данный момент является Калифорний-252. В мире его существует не более 5 грамм, поэтому он отличается своей стоимостью от всех металлов. Он радиоактивный и может использоваться как заменитель атомного реактора и во многих других сферах и отраслях. Если бы такое нейтронное излучение как у Калифорния-252 захотели получить классическим путем из радиево-бериллиевого источника, то для этого потребовалось бы 200 кг радия.

Калифорний-252 был получен искусственно в 1950 в Калифорнийском университете в Беркли. В природе этот металл не добывается.

На вес калифорния. В Ульяновской области делают металл стоимостью 250 млн долларов за грамм

В 1960 году доктор Стен Форшуфвуд, дантист из Швеции, развернул масштабное исследование, совсем не относившееся к его специальности. Он задался целью доказать обществу, что Наполеон Бонапарт не умер от депрессии и язвы на острове Святой Елены, а был отравлен. Гипотеза наделала шума в СМИ и среди историков, а разработать ее помог самый дорогой металл в мире, созданный за несколько лет до этого, — калифорний.

250 млн долларов за ОДИН(!) грамм металла. Столько не стоит ни золото, ни платина, даже бриллианты столько не стоят. А калифорний стоит. Потому что это самый редкий металл на земле: его мировой запас — около 10 г, что неудивительно, учитывая объемы ресурсов, нужных для его производства. Его стоимость измеряется сотнями миллионов долларов. В рублях это число скорее похоже на пароль от Wi-Fi, чем на цену. 1 мг калифорния стоит столько же, сколько 7 двухкомнатных квартир в историческом центре Ульяновска с панорамными окнами и евроремонтом. Нарабатывают его только в двух местах на планете — в Национальной лаборатории Окридж в штате Теннеси, США, и в НИИ атомных реакторов в Димитровграде.

Бомбардировка плутония и кюрия

Есть мнение, что в огромных количествах изотоп калифорния образуется при взрывах сверхновых звезд. А вот на Земле этот элемент в природе не встречается. Его можно получить искусственным способом путем облучения в ядерных реакторах мишеней из кюрия (тоже дорогого искусственного металла). Это самый быстрый способ накопления дорогого калифорния. Он занимает примерно полтора года. Синтез проходит в несколько этапов с образованием новых изотопов и останавливается на калифорнии, ядро которого малочувствительно к облучению и не увеличивает свою массу.

Есть и другие пути — например, бомбардировать (облучать) заряженными частицами плутоний. Для производства 1 г калифорния требуется 10 кг плутония, который тоже производится только в лабораториях и 40 кг которого достаточно для создания 6 ядерных ракет. Плутоний последовательно метаморфирует в металлы америций, кюрий, берклий и, наконец, в калифорний. Но в этом случае ждать придется долго: процесс получения калифорния даже в самом мощном реакторе займет целых 8 лет. А из 10 килограммов плутония можно получить максимум один грамм калифорния.

Но с наработки в реакторе все только начинается. Впереди сложный радиохимический процесс отделения ценного изотопа от побочных продуктов. Это происходит в так называемых горячих камерах. Которые на самом деле совсем не горячие: температура здесь комнатная. А вот меры безопасности — повышенные.

Ловкость механических рук оператора достойна отдельного внимания.

С помощью этих, казалось бы, неуклюжих устройств они могут зажигать спички, продевать нитки в иголки и совершать много других невероятных операций. Конечно, прежде чем получить допуск к радиоактивным материалам, они тренируются на тренажерах, но и после этого резку мишеней и сварку капсул доверяют далеко не каждому.

Но если этот рассказ об изготовлении источников у нас занял всего несколько абзацев, то сам процесс занимает ни много ни мало 4 месяца. Радиохимия не терпит суеты.

Вместо семи лет — за несколько месяцев

Димитровградский калифорний заказывают производства по всему миру: Турция, Китай, Австралия, Малайзия. В Димитровграде признаются, что заказы на калифорний приходят постоянно, но объемы производства изотопа ограничены. Покупателей отпугивает не столько цена, сколько время ожидания.

— Идея экспресс-метода получения калифорния, как оказалась, лежала рядом. Вместе с моими коллегами облучать попробовали берклий. Калифорний получили за несколько месяцев вместо семи лет. На сегодняшний день произведены уже две поставки калифорния, наработанного именно экспресс-методом, — рассказал Рафаэль Абдулов, младший научный сотрудник радиохимической лаборатории НИИ атомных реакторов. — Мне и моим коллегам приходится ежедневно решать вопросы, связанные с получением изотопов, искать оптимальные режимы технологических процессов, проводить фундаментальные исследования. Но иногда мы сталкиваемся с чрезвычайно сложными задачами. Например, ускорение получения самого дорогого в мире металла — калифорния-252.

Cf на службе людям

Самая очевидная сфера использования калифорния — медицина. В 1960-х началось изучение воздействия калифорния-252 на злокачественные опухоли. Проводились эксперименты и исследования, сначала на китайских хомячках, потом и на людях. Сейчас 252-й изотоп успешно используют в радиологической терапии новообразований — это дорого, но действенно. Микрочастичка изотопа, помещенная на кончик тончайшей иглы, способна точечно воздействовать на опухоль, не повреждая другие ткани. По похожему принципу работает уже многим известный нейтронный нож, но эксперты уверяют, что калифорниевые источники гораздо эффективнее гамма- и бета-излучения.

Возможности калифорния — это и пусковой источник для атомных реакторов, и индикатор для новых месторождений нефти и газа. И кроме того, это очень перспективный изотоп для так называемого нейтронного активационного анализа — метода, который позволяет определять концентрацию элементов в образце. К примеру, именно с помощью такого анализа был обнаружен мышьяк в волосах Наполеона, что позволило предположить, что императора отравили. Впрочем, в начале XXI века гипотезу опровергли, выяснив, что волосы хранились в порошке, содержащем мышьяк, а сам Бонапарт страдал прободной язвой и, вероятно, раком желудка. Какая из болезней убила его, неизвестно, но не исключено, что облучение калифорнием спасло бы императора-изгнанника.

В США калифорний используют в источниках, которые просвечивают детали самолетов и части реакторов. Этот метод анализа очень дорогостоящий, но он позволяет, не разбирая объект, определить все внутренние дефекты. Может Cf служить и безопасности: элемент-98 позволяет обнаружить все виды наркотиков, даже если они запаяны в патронной гильзе, и взрывчатку на дне грузового вагона, тем самым спасая сотни и тысячи жизней.

Однако эксперты признают, что пока это лишь эксперименты. Широко использовать возможности калифорния человечество начнет не раньше XXII века. А пока запас всего калифорния на земле не превышает 11 граммов.

Справка

Порядковый номер Cf в периодической таблице Менделеева — 98, год открытия — 1950, место — Калифорнийский университет в Беркли, США. Калифорний синтезирован искусственно и не встречается на Земле (но есть версия, что он образуется при взрывах сверхновых). Известно 17 его изотопов (элементов с тем же атомным номером, но другой атомной массой, то есть количеством нейтронов в ядре атома).

Надя АКУЛОВА

Откуда берется калифорний

Калифорний не добывают из руды как обычные металлы. Получают его по атомно в мощных ядерных реакторах, предназначенных специально для синтеза трансуранов. Тяжелые изотопы кюрия и плутония облучают потоком нейтронов. Без такого облучения внутри котла реактора процесс трансформации кюрия и плутония в 98 элемент может длиться годами.

Существует только 2 центра производства 252 калифорния — США и Россия. Как сырье, для получения Cf используют радиоактивный плутоний или кюрий — облучают нейтронами в ядерном реакторе. Защитный кожух ограждает персонал от опасного излучения и электромагнитных волн реактора.

Трансформация плутония и кюрия в калифорний — процесс многоступенчатый. Каждый из участников-реагентов распадается и образует новый изотоп. Всю цепочку распадов и синтеза можно уложить в последовательность:

1. Плутоний-Америций
2. Америций-Кюрий
3. Кюрий-Берклий
4. Берклий-Калифорний.

На образовании Cf процесс превращения затухает. Калифорний невозможно превратить в изотоп большего атомного веса — ядро слабо откликается на облучение нейтронами.

Для получения 1 грамма калифорния-252 расходуется 10 кг плутония-239:

• 99,7% атомов плутония распадаются при ядерной реакции;
• 0,3% сохраняют атомную структуру, превращаются в калифорний.

Из реактора калифорний выходит в виде оксидов и сложных солей. Чтобы восстановить его до металла используют окислительно-восстановительные реакции.

Для выделение 252 Cf из продуктов реакции используют методы

1. экстракцию
2. экстракционную хроматографию
3. ионный обмен.

Вот почему 1 грамм Cf-252 стоит порядка тридцати миллионов долларов.

Изотопы калифорния

Радиоактивный металл имеет 17 изотопов с массой от 240 до 256 атомных единиц. Продолжительность жизни у всех разная. Далеко не все из них можно получить в макро количествах, более нескольких атомов.

Среди продуктов термоядерной реакции (1952 г.) в калифорнийском Беркли был обнаружен 254 изотоп с вовсе удивительными свойствами. При спонтанном делении его ядра выделяется гигантская удельная энергия — 10 000 000 Вт/кг.

Вся польза опасного металла

Процесс деления атомного ядра калифорния-252 приводит к образованию 4 нейтронов. Такое нейтронное излучение поддается точным прогнозам, что стало основой практическому применению самого дорогого металла на Земле.

Источник нейтронов

Основной процесс изотопа проходит по типу α-распада. Параллельно протекает спонтанное деление с выбросом осколков ядер. Самопроизвольные процессы 1 мкг 252 изотопа дают столько же ядер-осколков, сколько и 1 мкг урана в ядерном реакторе при интенсивной бомбардировке нейтронами. Поэтому, основное предназначение 252 изотопа — компактный и мощный источник нейтронов для физических исследований. Например, как пусковой источник нейтронов для начала работы ядерного реактора.

Научные исследования микро- и макромира

Изотоп калифорния незаменим при изучении строения материи и атомного ядра. Полученные знания применимы не только к земным условиям: в исследованиях дальнего и ближнего космоса используют нейтронное излучения 252 изотопа.

Прикладная наука

Нейтронную эмиссию калифорния-252 используют при геологоразведке и добыче серебра и золота. Эти лучи позволяют создать карту глубинных водоносные и нефтеносные слоев земной коры через анализ спектра отраженного нейтронного излучения, нейтронный каротаж.

Постоянство эмиссии нейтронов широко используется при изучении структуры различных материалов. Появилась целая отрасль неразрушающей дефектоскопии, нейтронная радиография. Простым облучением поверхности имеется возможность контролировать безопасность ядерных реакторов, деталей космической и авиационной техники и других конструкций. Эта методика позволяет обнаружить зарождение микротрещин задолго до начала разрушения и вовремя принять меры.

Повседневная практика

Портативный вариант нейтронного радиографа имеется в арсенале полиции. Аппарат находит хитро спрятанные наркотики, которые не смогли обнаружить рентгеном.

Нейтронные датчики на базе Cf-252 в автоматическом режиме эффективно измеряют влажность.

Излучение калифорния-252 используется для изучения структуры и свойств материалов для нужд угольной промышленности, металлургии и нефтехимии.

Медицина

Нейтронная радиохирургия — опробованный высокоэффективный метод лечения онкологии. Тончайшую иглу с микроскопической крупицей Cf-252 вводят в ткани онкобольного. Поток медленных нейтронов разрушает атипичные клетки не причиняя вреда здоровым. Злокачественная опухоль обрабатывается локально с высокой степенью точности.

Калифорний спас множество жизней и подарил надежду тысячам больных излечиться без травматических операций.