Le hafnium est l'élément 72e du tableau périodique, chimiquement très semblable à du zirconium. Sur l'ensemble des éléments, le hafnium et le zirconium sont parmi les plus difficiles à distinguer, bien que la densité de l'hafnium soit environ deux fois celle de zirconium. Le hafnium est un, argenté, ductile, résistant à la corrosion métal rare, qui ne représente que 0,00058% de la croûte supérieure de la Terre en poids.
Le hafnium est bien connu des chimistes et des physiciens pour plusieurs raisons. On est en raison de ses propriétés d'absorption des neutrons. Le hafnium est utilisé pour fabriquer les barres de contrôle des réacteurs nucléaires. Quand une tige de commande d'hafnium est poussée dans un réacteur, il absorbe les neutrons parasites libérés par les réactions nucléaires uranium ou de plutonium, de refroidissement alimenté vers le bas du réacteur. Cela est essentiel pour maintenir le réacteur sous contrôle et éviter l'effondrement. Étant donné que même de petites impuretés de zirconium peuvent capacité d'absorption nucléaire de hafnium radicalement inférieur, un procédé de séparation difficile qui est nécessaire pour produire l'hafnium de la pureté requise pour servir de tige de commande.
Une autre raison de la renommée de l'hafnium est un alliage il peut produire, de hafnium (HFC), qui a le point de fusion le plus élevé de tout composé binaire (3890 ° C, 7034 ° F). Même se il n'a pas été largement utilisé dans la construction ou l'aérospatiale, il a été suggéré en tant que matériau de construction pour les structures exposées à une chaleur intense.
Peut-être les propriétés les plus exotiques associés à l'hafnium sont ceux associés à son isomère nucléaire, Hf-178-m2. Un isomère nucléaire est une version spéciale d'un élément qui contient des protons et / ou neutrons excités dans son noyau, mettre dessus de l'état fondamental. Cela lui donne la possibilité de stocker et de libérer des quantités énormes d'énergie, sous la forme de rayons gamma. Hafnium isomère a plus de potentiel pour stocker l'énergie que tout autre isomère de même à long terme. (La plupart isomères désintégration en une fraction de seconde.) Un kilogramme de pur Hf-178-m2 aurait une énergie calculée de 1 330 giga joules, soit l'équivalent de l'explosion environ 317 tonnes de TNT. Pour le meilleur ou pour le pire, Hf-178-m2 est assez rare, et il pense généralement à la substance la plus chère du monde, coûte des millions par gramme. DARPA et le Pentagone se sont penchés sur l'utilisation de l'hafnium isomère gamma bombes pour créer des rayons qui contournent les traités nucléaires, sans succès connu pour l'instant.