{{위키데이터 속성 추적}}
{{원소 정보/캘리포늄}}
'''캘리포늄'''(←{{llang|en|Californium|캘리포니엄}}) 또는 '''칼리포르늄'''({{문화어|칼리포르니움}}←{{llang|de|Californium|칼리포르니움}})은 [[화학 원소]]로 기호는 '''Cf'''(←{{llang|la|Californium|칼리포르니움}}), [[원자 번호]]는 98이다. 캘리포늄은 [[1950년]] [[캘리포니아 대학교 버클리]]에서 [[퀴륨]](Cm)에 [[알파 입자]]를 충돌시켜 처음으로 합성하였다. [[악티늄족]]에 속하며 6번째로 합성된 [[초우라늄 원소]]이다. 또한 육안으로 보일 만큼 원소 샘플이 모아진 원소 중에서 두번째로 [[원자량]]이 큰 원소이다([[아인슈타이늄]] 다음으로). 이름은 [[캘리포니아]] 주 와 [[캘리포니아 대학교]]에서 유래하였다.

캘리포늄은 보통의 압력에서 900&nbsp;°C를 경계로 두가지의 [[결정 구조]]를 지니며 고압에서 또 다른 세번째 구조를 이룬다. 캘리포늄은 상온에서 느리게 광택을 잃는다. 화합물에서는 주로 캘리포늄(III)의 [[산화수]]를 가진다. 20개의 발견된 [[동위 원소|동위원소]] 중에서 캘리포늄-251이 898년의 [[반감기]]로 가장 안정하다. 이런 짧은 [[반감기]]는 이 원소가 [[판 (지각)|지각]]에서 그리 눈에 띄일 만한 양이 발견되지 않는다는 것을 의미한다. 캘리포늄-252는 반감기가 2.645년으로 이용되고 만들어지는 가장 일반적인 동위원소이다.

캘리포늄은 [[초우라늄 원소]] 중 실질적으로 이용되는 몇 안되는 [[원소 (화학)|원소]]들 중 하나이다. 대부분 캘리포늄의 [[농도]]는 캘리포늄 [[동위 원소|동위원소]]들의 [[중성자]]를 방출하는 성질을 이용한다. 예를 들면 캘리포늄은 [[원자로]]를 작동시킬 때와 중성자 회절, 중성자 분광학으로 물질을 연구할 때 도움이 되는 원소이다. 또한 캘리포늄은 더 무거운 [[초중원소]]들을 합성하는 데도 도움이 되는데 원자번호 118번 [[오가네손]](Og)은 [[캘리포늄-249]] 원자를 [[칼슘]]-48과 충돌시켜서 합성되었다. 캘리포늄은 [[핵연료]] 스캐너, 암의 치료, [[항공기]]나 무기 등의 부품의 부식, 금이 간 부분이나 갇힌 습기를 찾아내는 데 쓰이는 중성자 X-선 촬영, [[금속 탐지기]] 등에도 사용된다. 캘리포늄을 이용하는 사람들은 방사성 물질에 대한 영향과 캘리포늄이 뼈 조직에 축적되어서 적혈구 형성을 방해할 수 있는 위험한 능력을 고려해야 한다.
== 특징 ==

=== 물리적 성질 ===
캘리포늄은 은백색의 악티늄족 금속이며{{sfn|Jakubke|1994|p=166}} 870~930°[[섭씨|C]]의 녹는점과 1745&nbsp;[[켈빈|K]]의 추정된 끓는점을 가지고 있다. 순수금속은 가단성이 있고 면도칼로 쉽게 잘린다. 캘리포늄 금속은 300&nbsp;°C의 [[진공]] 상태에서 증발하기 시작한다. 51 [[켈빈|K]] 밑에서는 [[준강자성]] 아니면 [[강자성]]을 띤다. 48~66 [[켈빈|K]]에서는 [[반강자성]]을 띠고(중간 상태이다) 160 [[켈빈|K]] 이상에서는 [[상자성]]을 띤다. [[란타넘족]] 원소들과 합금을 생성하기도 하지만 그리 많이 알려져 있지는 않다. 이 원소는 1 표준 대기압 밑에서는 두가지 결정 구조를 갖는데 하나는 이중 [[육방정계]] 구조를 갖는 알파 [[결정 구조]]와 [[면심 입방 격자|면심입방격자]] 구조를 가지는 베타 결정 구조이다. 알파 결정 구조는 600&nbsp;°C~800&nbsp;°C이하에서 15.10 g/cm<sup>3</sup>의 [[밀도]]를 가지고 베타 결정 구조는 600&nbsp;°C~800&nbsp;°C 이상에서 8.74 g/cm<sup>3</sup>의 밀도로 존재한다. 48 [[파스칼 (단위)|GPa]] 위에서는 베타 결정 구조가 [[사방정계]] 구조로 변하는데 이건 원자의 5f [[전자]]의 비편재화로 인해 [[전자]]들이 결합에 참여할 수 있게 되기 때문이다. [[부피 탄성 계수|부피탄성계수]](체적탄성계수)는 물체에 [[압력]]이 가해졌을 때 부피의 변화에 저항하는 [[강성]]을 나타낸 것이다. 캘리포늄의 부피탄성계수는 45~55 GPa이다. 이는 3가의 [[란타넘족]] 원소들과 비슷하지만 [[알루미늄]](Al) 같은 3가의 더 비슷한 [[금속]]들보다는 부피탄성계수가 낮다.([[알루미늄]]의 [[부피 탄성 계수|부피탄성계수]]는 70 GPa)

{{sfn|Haire|2006|pp=1522–1523}}

=== 화학적 성질 및 화합물 ===
원자가가 +2인 캘리포늄 화합물: 브로민화 캘리포늄(ll) CfBr<sub>2</sub> [노란색 화합물], 아이오딘화 캘리포늄(ll) CfI<sub>2</sub> [어두운 보라색 화합물]

원자가가 +3인 캘리포늄 화합물: 산화 캘리포늄(lll) CfO<sub>3</sub> [황록색 화합물], 플루오린화 캘리포늄(lll) CfF<sub>3</sub> [밝은 초록색 화합물], 염화 캘리포늄(lll) CfCl<sub>3</sub> [에메랄드 녹색], 브로민화 캘리포늄(lll) CfBr<sub>3</sub> [노르스름한 초록색], 아이오딘화 캘리포늄(lll) CfI<sub>3</sub> [레몬색 화합물], 캘리포늄 붕산염 Cf[B<sub>6</sub>O<sub>8</sub>(OH)<sub>5</sub>] [연한 초록색 화합물]

원자가가 +4인 캘리포늄 화합물: 산화 캘리포늄(lV) CfO<sub>2</sub> [짙은 갈색 화합물], 플루오린화 캘리포늄(lV) CfF<sub>4</sub> [초록색 화합물]

캘리포늄은 +2, +3, +4의 [[산화수]]를 가질 수 있다. 화학적 성질들은 다른 원자가가 3인 [[악티늄족]] 원소들과 [[주기율표]]상에서 캘리포늄 바로 위에 위치하는 [[란타넘족]] 원소인 [[디스프로슘]](Dy)과 비슷하다고 생각된다. 캘리포늄은 공기중에서 느리게 광택을 잃고 습기가 많으면 광택을 잃는 속도가 빨라진다. 캘리포늄은 가열되었을 때 [[수소]](H), [[질소]](N), [[칼코젠]](16족 원소들)과 반응한다. 마른 [[수소]]와 수분을 함유한 [[무기산]]과의 반응은 매우 빠르게 진행된다. 캘리포늄은 +3 [[양이온]] 형태일 때만 [[수용성]]이다. 수용액에서 Cf<sup>3+</sup>이온을 [[산화·환원 반응|산화]]시키거나 [[산화·환원 반응|환원]]시키려는 시도는 모두 실패했다. 이 원소는 수용성인 [[염화물]], 질화물, 과염화물, 그리고 [[황산염]]을 생성하고 [[플루오린화물]], [[옥살산|옥살산염]], [[수소화물]]은 [[앙금 생성 반응|앙금]]이다. 캘리포늄은 전자쌍을 공유하는 성질을 가진 가장 무거운 [[악티늄족]] 원소로 이러한 성질은 Cf[B<sub>6</sub>O<sub>8</sub>(OH)<sub>5</sub>]에서 보인다.

=== 동위원소 ===
캘리포늄은 20개의 [[방사성 동위 원소|방사성 동위원소]]가 알려져 있으며 가장 안정한 방사성 동위원소는 캘리포늄-251로 898년의 [[반감기]]를 가진다. 그 다음으로 안정한 동위원소들은 캘리포늄-249(반감기 351년), 캘리포늄-250(반감기 13.08년), 캘리포늄-252(반감기 2.645년)이다. 이들을 나머지 동위원소들은 반감기가 1[[년]] 미만이며, 대부분 20분을 넘지 않는다. 캘리포늄의 동위원소들은 237에서 256까지의 [[질량수]]를 가진다.

캘리포늄-249는 [[버클륨-249]]의 [[베타 붕괴]]로 생성되고 다른 대부분의 캘리포늄 동위원소들은 원자로에서 [[버클륨]] [[동위 원소|동위원소]]에 [[중성자]]가 흡수되며 생성된다. 캘리포늄-251이 가장 안정한 동위원소임에도 불구하고 이 동위원소의 생산량은 전체의 10 % 밖에 되지 않는데 이는 이 동위원소가 중성자를 잘 흡수([[중성자 포획]])하고 다른 입자들과 상호작용을 잘 하는 성질에 있다.

캘리포늄-252는 아주 강한 중성자 발생원으로 따라서 방사성이 아주 강하며 위험하다. 96.9 %의 캘리포늄-252는 [[알파 붕괴]]를 통해 퀴륨-248을 생성하고 나머지 3.1 %는 [[자발 핵분열]]을 한다. 1 마이크로그램(μg)의 캘리포늄은 자발 핵분열을 통해 [[초 (시간)|초]]당 230만개의 [[중성자(n)]]를 방출한다. 대부분의 다른 [[캘리포늄 동위 원소|캘리포늄 동위원소]]들은 알파 붕괴를 통해 [[퀴륨]](Cm, 원자번호 96번)의 동위원소로 붕괴된다.

== 생성 ==
캘리포늄의 존재 흔적은 이 [[원소 (화학)|원소]]를 이용하는 설비 근처에서 발견된다. 이 원소는 물에 불용성이지만 일반 흙에 잘 들러붙는다. 대기권 핵실험 낙진에서도 소량이 발견된다. [[질량수]] 249, 252, 253, 254를 가지는 캘리포늄 동위원소들이 핵폭발 뒤에 남은 [[방사성 붕괴|방사성]] 먼지에서 발견되었다. 초신성에서 <sup>254</sup>Cf와 같이 약 60일의 반감기를 가지는 [[방사성 동위 원소|방사성 동위원소]]의 흔적이 발견되면서 캘리포늄이 초신성 폭발에서 생성될 수 있다는 주장이 있었나 캘리포늄의 [[스펙트럼]]이 초신성에서 아직까지 발견된 바 없고 약 60일의 [[반감기]]를 가지는 그 [[동위 원소|동위원소]]는 [[니켈-56]]인 것으로 밝혀졌다. 캘리포늄을 포함한 [[아메리슘]](Am)부터 [[페르뮴]](Fm)까지의 [[초우라늄 원소]]들은 [[오클로 천연원자로]](Oklo natural nuclear fission reactor)에서 자연적으로 생성되었지만, 이 원소들은 짧은 반감기로 인해 오래 남지는 못한다.

== 각주 ==
<references />

== 외부 링크 ==
{{위키공용과 분류|Californium}}
{{위키낱말사전|캘리포늄}}
* {{언어링크|en}} [http://www.webelements.com/californium/ 캘리포늄 - WebElements.com]

{{원소 주기율표}}

{{전거 통제}}

[[분류:캘리포늄| ]]
[[분류:악티늄족]]
[[분류:인공 원소]]
[[분류:화학 원소]]
[[분류:장소 이름이 포함된 화학 원소]]
[[분류:강자성 물질]]