Duurste element op aarde helpt om pijpleidingen en tanks te controleren
Californium als detectie-instrument
Het zwaarste natuurlijke element is uranium (nr. 92). Alle elementen daarboven ontstaan kunstmatig wanneer atomen met grote kracht op elkaar botsen of beschoten worden met deeltjes. De superzware elementen die daarbij ontstaan zijn meestal instabiel en radioactief, en kennen geen echte toepassingen– op plutonium na. Het exotische en zelf gevaarlijke element californium (nr. 98) wordt ingezet om (oude) explosieven te onderzoeken, kerncentrales veilig op te starten en pijpleidingen en tanks te controleren op zwakke plekken. De olie- en mijnindustrie gebruikt Cf-252-bronnen om boorputten en gedolven erts, maar ook pijpleidingen en opslagvaten te onderzoeken.
Veel atoomkernen absorberen trage neutronen. Daarbij komt gammastraling vrij die karakteristiek is voor het element. Een extra neutron maakt een atoomkern ook vaak instabiel: de isotoop vervalt, snel of langzaam, waarbij ook karakteristieke gammastraling vrijkomt. Beide processen kun je gebruiken om met een gammadetector een indruk te krijgen van de atomaire samenstelling. Dat heet neutronenactiveringsanalyse, NAA.
NAA kan ook worden gebruikt om door materialen heen te kijken of de dikte ervan te onderzoeken. Metalen houden röntgenstraling en licht tegen, maar met neutronenanalyse kun je een bloem in een stalen kluis zien liggen. Olie- en gasleidingen en voorraadtanks kunnen zo worden gecontroleerd. Dunne plekken in de wanden worden zichtbaar, en je kunt van buiten controleren hoe vol een tank is en waarmee gevuld. Omdat neutronenstraling doordringend is, kunnen ook ondergrondse buizen of opslagtanks worden geïnspecteerd.
Een paar microgram californium volstaat daarbij. Voor 1 gram betaal je zo’n 20 miljoen euro - wereldwijd wordt er jaarlijks nog geen halve gram geproduceerd. Er zijn overigens maar twee plekken waar californium-252 wordt geproduceerd: Oak Ridge National Laboratory (Tennessee) en Research Institute of Atomic Reactors (Dimitrovgrad).
