Sok ember, ha megkérnék, hogy mondjon nagyon drága anyagokat, valamilyen drágakövet, a gyémántot, esetleg az aranyat említené. Pedig léteznek olyan elemek is, amelyeknek árához képest az arany vagy a gyémánt ára csak aprópénz. Ilyen például a kalifornium.
1950. február 9-én hatalmas jelentőségű felfedezést tett négy tudós a Kaliforniai Berkeley Egyetemen, amikor kűrium-242-es izotópot tettek ki neutron-sugárzásnak egy ciklotron nevű részecskegyorsítóban. Stanley Gerald Thompson, ifjabb Kenneth Street, Albert Ghiorso és Glenn T. Seaborg március 17-én jelentették be, hogy új anyagot hoztak létre, amelyet Kalifornia államról neveztek el.
Pár grammnyi kaliforniumot sem könnyű előállítani
A kalifornium roppant különleges: elképesztően nagy sugárzást bocsát ki, egyetlen mikrogrammja percenként 139 millió neutront hoz létre, így speciális védőfelszerelés szükséges a kezeléséhez. Puha, képlékeny, ezüstös színű fém, felezési ideje 2,645 év. A transzurán elemek közé tartozik – ez annyit jelent, hogy rendszáma 92-nél (vagyis az urán rendszámánál) nagyobb.
A transzurán elemek döntő többségéhez hasonlóan a természetben nem lelhető föl, csak mesterségesen állítható elő. Ez azonban roppant költséges folyamat: először berkélium-249-et vagy kűrium-244-et, esetleg plutonium-239-et neutronsugárzásnak kell kitenni egy részecskegyorsítóban. Az így létrejövő kalifornium-252-t (a kaliforniumnak összesen 20 izotópját ismerik, ám neutronsugárzása miatt a 252-est állítják elsősorban elő) el kell választani a többi anyagtól, majd meg kell tisztítani – mindez időigényes és költséges, ráadásul különleges technológiai felszerelés és szaktudás szükséges hozzá.
Mindennek köszönhető a kalifornium elképesztően magas ára: egyetlen grammja mintegy 27 millió dollárba kerül.
Akadnak azért drágább anyagok
Az is hozzájárul a drágaságához, hogy nem használnak belőle nagy mennyiséget. Nincs sok anyag a földön, ami ennél többe kerülne. Ezek közé tartozik például a francium, amely az asztácium után a természetben a második legritkábban előforduló elem – ha kereskednének vele, egyetlen grammjáért 1 milliárd dollárt adnának.
Az 1939-ben Marguerite Perey által fölfedezett franciumnak azonban különösebb haszna nincs, és annak ellenére, hogy létezik a természetben, megtalálni szinte lehetetlen.
Bármelyik időpillanatban a számítások szerint mindössze 24,5 gramm létezik belőle a földön.
Ennek oka, hogy felezési ideje mindössze 22 perc – vagyis ennyi idő alatt tűnik el egy adott mennyiség 50 százaléka. Roppant csekély mennyiségben az urán és a tórium érceiben lelhető föl, ám rövid felezési ideje miatt állandóan eltűnik és újrakeletkezik. A legtöbb, amit valaha egyszerre létrehoztak belőle mintegy 300 ezer atomnyi volt. Nevét Franciaországról kapta – amikor Marguerite Perey fölfedezte, egy brit tudóscsoport is dolgozott a létrehozásán, ám ők Britiumnak akarták hívni. Noha a francia vegyésznő, Marie Curie tanítványa győzedelmeskedett, ennek nem igazán örülhetett: a francium annyira erős sugárzást bocsát ki, hogy Marguerite Perey az így szerzett csontrák következtében hunyt el 65 éves korában.
Az antianyag is drágább lenne, mint a kalifornium – abban az esetben, ha elő lehetne állítani pár nanogrammnál nagyobb mennyiségben. Ez eddig még nem sikerült, ám a NASA 1999-ben például úgy kalkulált, hogy elviekben mintegy 62,5 milliárd dollárba kerülne egy grammnyi antihidrogén előállítása.
Sokféleképp használják a kaliforniumot
Noha az antianyaghoz képest a kalifornium szinte olcsónak tűnik, a hagyományosan drágának tekintett elemekhez képest roppant költséges előállítani. Ennek ellenére két intézményben minden évben létrehoznak belőle egy aprócska mennyiséget: az USA-ban, az Oak Ridge laboratóriumban negyed grammot, az oroszországi Atomreaktorkutató Intézetben pedig 0,025 grammot.
Az így kis mennyiségben folyamatosan rendelkezésre álló kalifornium felhasználása meglehetősen sokrétű. Egyrészt neutronkibocsátása miatt rendkívül hasznos az atomreaktorokban a maghasadás beindításához. Az orvoslásban is használják, az úgynevezett neutronterápia elnevezésű rákkezelésben. Az amerikai űrhivatal, a NASA azt is kutatja, hogy hogyan lehetne kalifornium segítségével űrszondák és műholdak energiaellátását biztosítani. Különböző szkennerekben is alkalmazzák: a neutronsugárzás hasznos a robbanószerek kimutatásában, illetve fegyverek, repülőgép-alkatrészek, valamint fémépületek anyaghibáinak feltárásában. Sőt, olajlelőhelyek felkutatását és elemzését is megkönnyíti, valamint tudományos kutatásokban is hasznosítják.
A kaliforniumnál jóval kevésbé sugárzó anyag a rádium, ám ahhoz pont eléggé egészségtelen, hogy megpecsételje a rádiumlányok sorsát.
