Hafnium on jaksollisen järjestelmän 72. elementti, joka on kemiallisesti erittäin samanlainen kuin zirkonium. Kaikista alkuaineista hafnium ja zirkonium ovat vaikeimpia erottaa toisistaan, vaikka hafniumin tiheys on noin kaksinkertainen zirkoniumiin verrattuna. Hafnium on harvinainen, hopeinen, taipuisa, korroosionkestävä metalli, joka muodostaa vain 0.00058% maapallon yläkuorista.
Hafnium on tunnettu kemistien ja fyysikoiden keskuudessa useista syistä. Yksi johtuu neutronia absorboivista ominaisuuksistaan. Hafniumia käytetään ydinreaktorien säätösauvojen valmistukseen. Kun hafnium-ohjaussauva työnnetään reaktoriin, se absorboi uraani- tai plutonium-ydinreaktioiden vapauttamat eksyneet neutronit jäähdyttäen reaktorin alas. Tämä on välttämätöntä reaktorin hallitsemiseksi ja sulatuksen estämiseksi. Koska pienetkin zirkoniumin epäpuhtaudet voivat alentaa radikaalisti hafniumin ydinabsorptiokapasiteettia, tarvitaan vaikea erotusprosessi, jotta saadaan puhdasta hafniumia, jota tarvitaan ohjaussauvana.
Toinen syy hafniumin kuuluisuuteen on seos, jonka se voi tuottaa, hafniumkarbidi (HfC), jolla on korkein sulamispiste kaikista binaarisista yhdisteistä (3890 ° C, 7034 ° F). Vaikka sitä ei ole käytetty laajasti rakentamisessa tai ilmailuteollisuudessa, sitä on ehdotettu rakennusmateriaaliksi voimakkaalle lämmölle altistuville rakenteille.
Ehkä eksoottisimmat hafniumiin liittyvät ominaisuudet ovat sen ydinisomeeriin Hf-178-m2 liittyvät ominaisuudet. Ydinisomeeri on erikoisversio alkuaineesta, joka sisältää virittyneitä protoneja ja/tai neutroneja ytimessään ja asettaa sen perustilan yläpuolelle. Tämä antaa sille mahdollisuuden varastoida ja vapauttaa valtavia määriä energiaa gammasäteiden muodossa. Hafnium-isomeerillä on enemmän mahdollisuuksia varastoida energiaa kuin millään muulla vastaavan pitkäikäisellä isomeerillä. (Useimmat isomeerit hajoavat sekunnin murto-osassa.) Kilon puhtaan Hf-178-m2: n laskettu energia olisi 1330 gigajoulea, mikä vastaa noin 317 tonnin TNT: n räjähtämistä. Parempaan tai huonompaan suuntaan Hf-178-m2 on melko harvinainen, ja sitä pidetään yleisesti maailman kalleimpana aineena, joka maksaa miljoonia grammaa kohti. DARPA ja Pentagon ovat tutkineet hafnium -isomeerin käyttöä ydinsopimusten kiertävien gammasäteilypommien luomiseksi, mutta toistaiseksi ei ole tiedetty menestystä.