Californium

Au début du fonctionnement d'un réacteur nucléaire, une source de neutrons est nécessaire pour initier la réaction en chaîne. Le californium-252 émet des neutrons spontanément et peut fournir cette étincelle initiale. Il est placé près du combustible comme source scellée, et son émission permet d'atteindre le niveau de réactivité nécessaire pour que la fission soit maintenue de manière contrôlée.

Dans l'exploration pétrolière, le californium-252 est utilisé comme source de neutrons dans les outils de forage géophysique. Les neutrons pénètrent le sous-sol et interagissent avec les éléments présents dans les roches et les fluides. En analysant le rayonnement de retour, il est possible d'estimer la porosité, la saturation en eau ou en hydrocarbures, et d'autres propriétés du réservoir. Cela aide à décider où forer.

Le californium-252 est l'isotope le plus largement utilisé car il émet des neutrons spontanément et a une demi-vie d'environ 2,6 ans, ce qui le rend utile comme source de neutrons. Le californium-249, en revanche, a une demi-vie beaucoup plus longue, environ 351 ans, mais n'émet pas de neutrons spontanément et est utilisé principalement en recherche. Le choix dépend de l'application.

Le californium est l'élément 98 et fait partie des actinides, la série des éléments métalliques radioactifs de l'actinium au lawrencium. Sa position dans le tableau périodique le place entre le bérylkeium et l'einsteinium. Comme actinide, il partage des propriétés chimiques avec les autres éléments de la série, mais ses isotopes sont tous radioactifs et sa production est extrêmement limitée.

Son coût élevé est dû à la difficulté de production, à la faible quantité obtenue par campagne et à la complexité de sa séparation et de son encapsulation. Il n'est produit que dans quelques réacteurs spécialisés, et chaque gramme nécessite des années d'irradiation et de traitement. De plus, sa manipulation nécessite des infrastructures coûteuses de protection radiologique. Tout cela en fait l'un des matériaux les plus chers au gramme qui existent.

Le californium-252 est utilisé dans les scanners de barres de combustible nucléaire, les systèmes de détection d'explosifs et l'analyse de la composition des matériaux tels que le charbon, le ciment et les minéraux. Son émission de neutrons permet d'identifier les éléments présents dans un échantillon en utilisant des techniques telles que l'analyse par activation neutronique et la spectroscopie gamma induite par les neutrons.

Le californium reçut son nom en l'honneur de l'État de Californie, où il fut découvert en 1950 par Stanley Thompson, Kenneth Street, Albert Ghiorso et Glenn Seaborg. Il fut produit en bombardant du curium avec des particules alpha dans un cyclotron. Le nom reconnaît le rôle de l'Université de Californie à Berkeley comme centre pionnier de la synthèse des éléments transuraniens.