锎(臺(tai)灣、香港、澳門稱鉲)是(shi)一種人工合成的放射性化學元素,它的化學符號(hao)是(shi)Cf,它的原子序數是(shi)98,屬(shu)于錒系(xi)元素之(zhi)一。
1950年2月9日前后,物理學家Stanley G. Thompson、Kenneth Street, Jr.、阿伯特·吉奧索及格(ge)倫·西奧(ao)多·西博格(ge)在(zai)伯克利(li)加州大(da)學首(shou)次發(fa)現了锎(kai)元素。锎(kai)是第六個被發(fa)現的超(chao)鈾元素。研究小(xiao)組(zu)在(zai)1950年3月17日(ri)發(fa)布了該(gai)項發(fa)現。锎(kai)的拼(pin)音名(ming)稱是以美國的加利(li)福尼亞州命名(ming)。該(gai)地(di)是加利(li)福尼亞大(da)學柏克萊(lai)分(fen)校的所在(zai)州份
美國(guo)加(jia)(jia)(jia)州伯克(ke)利(li)的(de)1.5米直(zhi)徑回旋加(jia)(jia)(jia)速(su)器(qi)將α粒(li)子(zi)(42He)加(jia)(jia)(jia)速(su)至35 MeV能量,射(she)向一微克(ke)大小的(de)鋦-242目(mu)標,以(yi)此(ci)產生了锎-245(24598Cf)和一顆(ke)自由中子(zi)(n)。
此次實驗只產(chan)生了大約5千顆锎原(yuan)子,半(ban)衰期為(wei)44分鐘。
該(gai)新元(yuan)素以(yi)加(jia)州(zhou)和(he)加(jia)州(zhou)大(da)學(xue)命(ming)名(ming)。這(zhe)和(he)95至97號(hao)元(yuan)素的(de)命(ming)名(ming)方式(shi)有(you)所不同。第95至97號(hao)元(yuan)素是(shi)利用類似于對上的(de)元(yuan)素之命(ming)名(ming)方式(shi)而命(ming)名(ming)的(de)。但是(shi),98號(hao)元(yuan)素以(yi)上的(de)鏑(Dysprosium)的(de)意思是(shi)“難取(qu)得”,所以(yi)研究人員決定(ding)打(da)破此前的(de)非正式(shi)命(ming)名(ming)常規(gui)。
愛達荷(he)國(guo)家(jia)實驗室(shi)通過(guo)對钚目標(biao)體進(jin)行輻射(she),首次產(chan)(chan)生了(le)重量可觀的锎(kai)(kai)(kai)元素(su),并于1954年發(fa)布了(le)研究結果。產(chan)(chan)生的樣(yang)本(ben)中能(neng)夠觀察到(dao)锎(kai)(kai)(kai)-252的高自(zi)發(fa)裂變率。1958年,科(ke)學家(jia)首次對濃縮(suo)锎(kai)(kai)(kai)進(jin)行了(le)實驗。在(zai)對钚-239進(jin)行中子輻射(she)連(lian)續5年之后(hou),科(ke)學家(jia)在(zai)樣(yang)本(ben)中發(fa)現(xian)了(le)從锎(kai)(kai)(kai)-249到(dao)锎(kai)(kai)(kai)-252的各個同位(wei)素(su)。兩年后(hou)的1960年,勞(lao)倫斯伯克利國(guo)家(jia)實驗室(shi)的Burris Cunningham和James Wallman把锎(kai)(kai)(kai)置于蒸汽與鹽酸中,第一次制成了(le)锎(kai)(kai)(kai)的化合物——三氯(lv)化锎(kai)(kai)(kai)、氯(lv)氧(yang)化锎(kai)(kai)(kai)及氧(yang)化锎(kai)(kai)(kai)。
1960年(nian)代(dai),位于美國(guo)(guo)田納西州橡樹嶺的橡樹嶺國(guo)(guo)家實(shi)驗(yan)室利用(yong)其高通(tong)率同位素(su)(su)反應爐(HFIR)產(chan)生了(le)少(shao)量的锎(kai)。到(dao)1995年(nian)為(wei)止,HFIR的實(shi)際(ji)锎(kai)年(nian)產(chan)量為(wei)500毫克。在《英美共(gong)同防御協約》下英國(guo)(guo)向美國(guo)(guo)提供的钚元素(su)(su)曾用(yong)于制造(zao)锎(kai)。
美國原子能協會在1970年代初(chu)起(qi)向工業及學術(shu)機(ji)構(gou)銷售(shou)锎(kai)-252同位素,每(mei)微克(ke)價格為10美元,從1970至1990年每(mei)年一共售(shou)出150微克(ke)锎(kai)-252。Haire和Baybarz于1974年用(yong)鑭(lan)金(jin)屬還(huan)原了氧化锎(kai)(III),首(shou)次制成數微克(ke)重、厚度小于1微米的锎(kai)金(jin)屬薄片(pian)。
地球上有著極少量的锎,主要出現在含鈾量很高的鈾礦中。鈾在捕獲中子之后進行β衰變,從而形成锎(kai)。在(zai)使用锎(kai)進行探(tan)礦或醫(yi)學治(zhi)療的設施附(fu)近也可以發現锎(kai)。锎(kai)不易溶于(yu)水,但會黏附(fu)在(zai)泥(ni)土(tu)上,所以泥(ni)土(tu)中锎(kai)的濃度可以比泥(ni)土(tu)粒子周圍的水高出500倍。
1980年之前大氣(qi)層核試驗的輻射(she)落(luo)塵(chen)散(san)落(luo)在環境中(zhong),其中(zhong)含有(you)少量的锎(kai)。從空氣(qi)中(zhong)采得的核爆輻射(she)落(luo)塵(chen)中(zhong)曾被發(fa)現(xian)含有(you)質量數為249、252、253和254的锎(kai)同位素。
科(ke)學家曾(ceng)認(ren)為(wei)超(chao)新(xin)星(xing)會產(chan)生锎(kai),因(yin)為(wei)超(chao)新(xin)星(xing)物質的(de)(de)衰變(bian)符合Cf的(de)(de)60天(tian)半(ban)衰期。不過,之后的(de)(de)研究(jiu)未能探(tan)測到锎(kai)譜線,人(ren)們(men)也一般認(ren)為(wei)超(chao)新(xin)星(xing)的(de)(de)光變(bian)曲線是(shi)符合鎳-56的(de)(de)特征(zheng)的(de)(de)。
同位素:同位素有245Cf到254Cf。最(zui)穩(wen)定的同位素是251Cf,半衰期是898年。
發(fa)現(xian):1950年3月17日,美國的(de)湯普森(S.G.Thompson)、小斯(si)特里特(K.Street Jr.)、喬(qiao)索(A.Chiorso)和西博格(G.T.Seaporg)發(fa)現(xian)了锎。用回旋加速(su)器加速(su)的(de)氦離子轟擊242Cm,幾(ji)乎和锫同時發(fa)現(xian)。
性質:熔點900℃。金屬锎十分容易揮發,在1100~1200℃范圍中能蒸餾出來。化(hua)學性質活潑,與其他+3價錒系元素相(xiang)似(si)。有水溶性的硝酸(suan)鹽(yan)、硫酸(suan)鹽(yan)、氯(lv)化(hua)物和(he)過氯(lv)酸(suan)鹽(yan);它的氟化(hua)物、草酸(suan)鹽(yan)、氫氧(yang)化(hua)物在(zai)水溶液中沉淀(dian)。利用(yong)耙(pa)子同位(wei)素和(he)轟擊(ji)粒子的種種組合,已發現了幾種锎的同位(wei)素:246Cf、249Cf、251Cf、252Cf、254Cf等。251Cf半(ban)衰(shuai)期(qi)為(wei)900年(nian);249Cf半(ban)衰(shuai)期(qi)為(wei)360年(nian);252Cf半(ban)衰(shuai)期(qi)為(wei)2.64年(nian);254Cf半(ban)衰(shuai)期(qi)為(wei)64天。
由(you)氦同位素(su)轟擊(ji)鋦可(ke)得到微量的锎。锎的同位素(su)有從237Cf到256Cf。锎-251是(shi)最穩(wen)定的同位素(su),它的半衰期有898年。
雖(sui)然锎-251是(shi)最穩定的(de)同(tong)位(wei)素,但是(shi)最有(you)商(shang)業(ye)價值的(de)卻是(shi)锎-252。锎-252大部分都是(shi)用(yong)來檢測飛機行李內是(shi)否有(you)爆裂(lie)物存在(zai)。
锎(kai)是(shi)一種銀白色的錒系金(jin)(jin)屬(shu),熔點(dian)為900 ± 30 °C,估計的沸(fei)點(dian)為1745 °C。處于純(chun)金(jin)(jin)屬(shu)態時(shi),锎(kai)是(shi)具(ju)延展性的,可以(yi)用(yong)刀片(pian)輕易(yi)切開。在(zai)真空狀態下的锎(kai)金(jin)(jin)屬(shu)到了300 °C以(yi)上時(shi)便會氣化。在(zai)51K(三20 °C)以(yi)下的锎(kai)金(jin)(jin)屬(shu)具(ju)鐵磁(ci)性或亞鐵磁(ci)性,在(zai)48至66 K時(shi)具(ju)反鐵磁(ci)性,而(er)在(zai)160 K(ㄢ10 °C)以(yi)上時(shi)具(ju)順磁(ci)性。它與鑭(lan)系元素(su)能(neng)夠形成合(he)金(jin)(jin),但人們(men)對其所知甚少。
在一個大氣壓力下,锎有兩(liang)種晶體結構(gou)(gou):在900 °C以下為雙(shuang)層六(liu)方(fang)(fang)密排結構(gou)(gou)(稱α型),此時密度為15.10 g/cm;而另一種面心立方(fang)(fang)結構(gou)(gou)(β型)則在900 °C以上出現(xian),密度為8.74 g/cm。在48GPa的(de)壓力下,锎的(de)晶體結構(gou)(gou)會(hui)由β型轉變為第三種正交晶系(xi)結構(gou)(gou)。這是由于锎原子(zi)(zi)(zi)中的(de)5f電(dian)子(zi)(zi)(zi)在此壓力下會(hui)變成(cheng)(cheng)離(li)域(yu)電(dian)子(zi)(zi)(zi),這些自由電(dian)子(zi)(zi)(zi)夠參與鍵結的(de)形成(cheng)(cheng)。
物(wu)質的(de)體積模量(liang)指的(de)是該物(wu)質抗衡均勻壓力的(de)強度。锎(kai)的(de)體積模量(liang)為50 ± 5 GPa,這(zhe)與三價的(de)鑭系金屬相似,但比(bi)一些常(chang)見的(de)金屬低(如鋁:70 GPa)。
參數
電子構型:1s2 2s2p6 3s23p63d10 4s24p64d104f14 5s25p65d105f10 6s26p6 7s2
同位素及放(fang)(fang)射線: Cf-245[44m] Cf-246[1.5d] Cf-247[3.1h] Cf-248[334d] Cf-249[351y] Cf-250[13y] Cf-251(放(fang)(fang) α[900y]) Cf-252[2.6y] Cf-253[17.8d] Cf-254[60.5d]
外圍電(dian)子層(ceng)排布:5f10 7s2
晶體數據:
晶胞(bao)為六(liu)方晶胞(bao)。
晶胞參數:
a = 338 pm
b = 338 pm
c = 1102.5 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 120°
地質數據:
滯留時間/年:
豐 度
太陽(相對于 H=1×1012): 未知(zhi)
海水中(zhong)/p.p.m.:零
地殼(ke)/p.p.m.: 零(ling)
大(da)氣(qi)/p.p.m.(體積):
大西洋表面:
太平洋表面:
大西洋深處:
太平洋深處:
生物數據人體(ti)中含量(liang)
肝/p.p.m.:
器官中: 零
肌肉(rou)/p.p.m.:
血/mg dm-3 :
日攝入(ru)量/mg: 零
骨(gu)/p.p.m.:
人(70Kg)均體內(nei)總(zong)量/mg: 零(ling)
锎的化合價
可(ke)以是(shi)4、3或(huo)2,也就(jiu)是(shi)說一個(ge)锎原(yuan)子(zi)能夠形成2至4個(ge)化學(xue)鍵(jian)。其(qi)化學(xue)屬性預計將會(hui)類似(si)于別的三價(jia)錒(a)系元(yuan)素,以及在(zai)(zai)元(yuan)素周(zhou)期表中(zhong)位于锎以上(shang)的鏑。锎在(zai)(zai)室(shi)溫下會(hui)在(zai)(zai)空氣中(zhong)緩(huan)慢地(di)失去光(guang)澤(ze),速(su)度隨(sui)著濕(shi)度的提高而加快。锎可(ke)以和(he)氫、氮和(he)任何氧族元(yuan)素加熱(re)進(jin)行反(fan)(fan)應(ying),其(qi)中(zhong)與(yu)不(bu)含濕(shi)氣的氫或(huo)與(yu)水溶無機酸反(fan)(fan)應(ying)的速(su)度極快。
锎水溶時
處于(yu)锎(kai)(III)正離(li)子(zi)狀態。科學家未能(neng)還原或氧化(hua)溶液中的+3離(li)子(zi)。锎(kai)能(neng)夠形成(cheng)能(neng)溶于(yu)水的氯化(hua)物、硝酸鹽、高氯酸鹽及硫酸鹽,沉淀(dian)后形成(cheng)氟化(hua)物、草酸鹽或氫氧化(hua)物。
同位素
已知(zhi)的(de)(de)锎(kai)(kai)同位素共有(you)20個,有(you)246Cf、249Cf、251Cf、252Cf、254Cf等,都是(shi)放(fang)射(she)性同位素。其(qi)中(zhong)最穩定的(de)(de)有(you)锎(kai)(kai)-251(半(ban)衰(shuai)期(qi)(qi)為(wei)900年)、锎(kai)(kai)-249(360年)、锎(kai)(kai)-250(13.08年)及锎(kai)(kai)-252(2.645年)。其(qi)余的(de)(de)同位素半(ban)衰(shuai)期(qi)(qi)都在(zai)一(yi)年以下,如锎(kai)(kai)-254半(ban)衰(shuai)期(qi)(qi)為(wei)64天(tian),大(da)部分甚至少于20分鐘。锎(kai)(kai)同位素的(de)(de)質量數從237到256不等。
锎(kai)-249是(shi)在锫-249進(jin)(jin)行β衰(shuai)變后形成的(de)。大部分其(qi)他的(de)锎(kai)同(tong)位素是(shi)在核反應爐中(zhong)(zhong)對锫進(jin)(jin)行強烈的(de)中(zhong)(zhong)子輻射后產生(sheng)的(de)。雖然锎(kai)-251的(de)半衰(shuai)期(qi)最長(chang),但是(shi)由于容易吸(xi)收(shou)中(zhong)(zhong)子(高中(zhong)(zhong)子捕獲(huo)率)以及會與其(qi)他粒子產生(sheng)反應(高中(zhong)(zhong)子截面(mian)),所(suo)以其(qi)產量(liang)只有(you)10%。
锎-252是(shi)個強中子(zi)(zi)(zi)射源,因此其放射性極高,非常(chang)危(wei)險。锎-252有(you)96.9%的概率(lv)進行α衰變(bian)(損失兩顆質子(zi)(zi)(zi)和兩顆中子(zi)(zi)(zi)),并形(xing)成鋦-248,剩余的3.1%概率(lv)進行自發(fa)裂變(bian)。一微克(最)的锎-252每秒釋(shi)(shi)放230萬(wan)顆中子(zi)(zi)(zi),平均每次自發(fa)裂變(bian)釋(shi)(shi)放3.7顆中子(zi)(zi)(zi)。其他大(da)部分的锎同位素都以α衰變(bian)形(xing)成鋦的同位素(原子(zi)(zi)(zi)序為96)。
用(yong)氦離子轟擊鋦而得。
锎(kai)(kai)可(ke)以(yi)在核反(fan)應爐和(he)粒(li)子加速(su)器中產生。锫-249(24997Bk)受中子撞擊(中子捕獲(huo)(n,γ))后立即(ji)進行β衰(shuai)變(bian)(β),便會形成锎(kai)(kai)-250(25098Cf)。反(fan)應如(ru)下:
锎(kai)-250在受中(zhong)子撞擊后(hou)會(hui)產(chan)生锎(kai)-251和锎(kai)-252。
對镅、鋦和钚元素進行中子(zi)輻射(she)可以制成數毫克的锎(kai)-252和數微克的锎(kai)-249。直到2006年,科學家利用特(te)殊的反(fan)應(ying)爐對鋦-244至(zhi)(zhi)248進行中子(zi)輻射(she),主要產生出(chu)锎(kai)-252,另有較(jiao)少的锎(kai)-249至(zhi)(zhi)255。
經過(guo)美國(guo)核(he)能管(guan)理(li)委員會可以(yi)購得微克(ke)量的锎(kai)-252作商業用途(tu)。世界上僅有兩處生產锎(kai)的設施:位(wei)于(yu)美國(guo)的橡樹嶺國(guo)家(jia)實驗室以(yi)及位(wei)于(yu)俄羅斯的核(he)反(fan)應器研究所。到2003年為止,兩座(zuo)設施分別每年生產0.25克(ke)和0.025克(ke)的锎(kai)-252。
設施還生產(chan)三個半衰期(qi)頗(po)長的(de)锎同(tong)位素,這需要鈾(you)-238捕獲中(zhong)子15次,期(qi)間不進(jin)行核裂變或α衰變。從鈾(you)-238開始的(de)核反應鏈經過(guo)幾(ji)個钚同(tong)位素、镅(mei)同(tong)位素、鋦同(tong)位素、锫同(tong)位素以(yi)及锎-249至253。
中子源
可用(yong)作高通量的(de)中子(zi)源(yuan)。
能夠利用的(de)锎的(de)數量非常少,使其應用受到了(le)限制,可是,它作為裂解碎片(pian)源,被用于核研究。
該元素是世界上(shang)最昂貴的元素,1克價(jia)值(zhi)2700萬美元, 是金子(zi)的65萬倍。
可用(yong)作高通(tong)量的(de)中子(zi)(zi)源(yuan)。 在核醫學領(ling)域可用(yong)來治療(liao)惡性腫瘤。由(you)于锎(kai)-252中子(zi)(zi)源(yuan)可以(yi)做得很(hen)小很(hen)細,這是其它中子(zi)(zi)源(yuan)所(suo)(suo)做不到(dao)的(de),所(suo)(suo)以(yi)把中子(zi)(zi)源(yuan)經(jing)過軟(ruan)管送到(dao)人(ren)體腔內器官腫瘤部位,或者植入到(dao)人(ren)體的(de)腫瘤組織內進(jin)行治療(liao)。特別是對子(zi)(zi)宮癌、口腔癌、直腸癌、食道癌、胃癌、鼻腔癌等,锎(kai)-252中子(zi)(zi)治療(liao)都有相(xiang)當好(hao)的(de)療(liao)效。
應用發展
中(zhong)國生產和應(ying)用(yong)(yong)锎(kai)-252中(zhong)子(zi)源(yuan)始(shi)于20世紀90年代。锎(kai)是(shi)一種(zhong)人造元素(su),其同位素(su)锎(kai)-252被用(yong)(yong)于近(jin)距(ju)離治(zhi)療(liao)。這種(zhong)同位素(su)首次發現于氫(qing)彈爆(bao)炸后的(de)(de)塵埃,是(shi)能夠產生豐富(fu)中(zhong)子(zi)的(de)(de)唯一核素(su)。1968年醫(yi)用(yong)(yong)锎(kai)源(yuan)被用(yong)(yong)來(lai)治(zhi)療(liao)首例(li)病人,中(zhong)子(zi)近(jin)距(ju)離治(zhi)療(liao)法(fa)由此誕生。中(zhong)子(zi)治(zhi)癌(ai)是(shi)最先進(jin)的(de)(de)癌(ai)癥(zheng)治(zhi)療(liao)方(fang)法(fa)之一,治(zhi)療(liao)效果優于當前被廣泛使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)放療(liao)。它無須讓(rang)病人全身接(jie)受放射性射線,而(er)是(shi)利用(yong)(yong)特制(zhi)的(de)(de)施源(yuan)器(qi)將中(zhong)子(zi)源(yuan)送(song)入人體或腫(zhong)瘤內(nei)(nei)進(jin)行(xing)腔內(nei)(nei)、管內(nei)(nei)或組織間照射,放射反應(ying)輕(qing)且能夠徹底(di)殺死癌(ai)細胞。
中子(zi)刀是锎-252中子(zi)源自(zi)動遙控(kong)式后裝治療系(xi)統,是一(yi)(yi)種(zhong)放(fang)射(she)治療,融核物理學(xue)、放(fang)射(she)生物學(xue)、自(zi)動控(kong)制、計算機等多門(men)學(xue)科為一(yi)(yi)體(ti)的先(xian)進醫療設(she)備、以治療人體(ti)腔(qiang)道或管道內腫瘤為主的大(da)型現代化高(gao)科技(ji)放(fang)射(she)治療設(she)備。具有世界領先(xian)水平(ping),中子(zi)刀填補(bu)了中國乃至世界治癌領域的一(yi)(yi)項空白。
橡樹嶺(ling)國家實(shi)驗室建造(zao)的(de)50噸重運(yun)輸(shu)桶,可用(yong)于運(yun)載最多(duo)1克(ke)的(de)Cf。運(yun)輸(shu)此類(lei)高(gao)放射性(xing)物質必須用(yong)到重型(xing)容(rong)器,以避(bi)免可能的(de)意(yi)外。
锎(kai)(kai)-252作為一種(zhong)強中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)射源,有著幾個應(ying)用(yong)的(de)范疇(chou)。每(mei)微克的(de)锎(kai)(kai)每(mei)分(fen)鐘能夠產生(sheng)1.39億顆(ke)中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)。因(yin)此锎(kai)(kai)可以被用(yong)作核反應(ying)爐的(de)中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)啟動源或在中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)活化(hua)分(fen)析(xi)中(zhong)(zhong)作為(非來自(zi)反應(ying)爐的(de))中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)源。在放射治療無效時,子(zi)(zi)(zi)宮(gong)頸癌和腦癌的(de)治療用(yong)到了锎(kai)(kai)所產生(sheng)的(de)中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)。自(zi)從1969年薩瓦那(nei)河發電廠(chang)向(xiang)佐治亞(ya)理工學院(yuan)借(jie)出119 最萀锎(kai)(kai)-252之后(hou),锎(kai)(kai)一直被用(yong)于(yu)教(jiao)育范疇(chou)上(shang)。在煤炭、水泥產業中(zhong)(zhong),锎(kai)(kai)也被應(ying)用(yong)在煤元素分(fen)析(xi)和粒狀物質分(fen)析(xi)機(ji)上(shang)。
由(you)于(yu)中(zhong)(zhong)子(zi)能夠(gou)穿透物(wu)質,所以锎(kai)(kai)也可以被(bei)用(yong)(yong)(yong)在探(tan)測器中(zhong)(zhong),如燃(ran)(ran)料棒(bang)掃(sao)描儀,使用(yong)(yong)(yong)中(zhong)(zhong)子(zi)射(she)線(xian)照(zhao)相術來探(tan)測飛機和武器部件的(de)(de)腐(fu)蝕、問題焊接點、破裂(lie)及(ji)內部濕氣,以及(ji)便攜式金(jin)屬探(tan)測器等。中(zhong)(zhong)子(zi)濕度計利用(yong)(yong)(yong)锎(kai)(kai)-252來尋找油(you)井中(zhong)(zhong)的(de)(de)水(shui)和石油(you),為金(jin)銀礦的(de)(de)實地探(tan)測提供中(zhong)(zhong)子(zi)源(yuan),以及(ji)探(tan)測地下水(shui)的(de)(de)流動。1982年(nian)锎(kai)(kai)-252的(de)(de)主要(yao)用(yong)(yong)(yong)途按用(yong)(yong)(yong)量比例分別為:反應爐啟動源(yuan)(48.3%)、燃(ran)(ran)料棒(bang)掃(sao)描儀(25.3%)及(ji)活(huo)化分析(19.4%)。到了1994年(nian),大(da)部分的(de)(de)锎(kai)(kai)-252都用(yong)(yong)(yong)于(yu)中(zhong)(zhong)子(zi)射(she)線(xian)照(zhao)相(77.4%),而燃(ran)(ran)料棒(bang)掃(sao)描儀(12.1%)和反應爐啟動源(yuan)(6.9%)則成了次要(yao)的(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)范圍。
锎-251的(de)臨(lin)界質(zhi)(zhi)量很低(約為5 kg)。人們曾(ceng)夸大其(qi)低臨(lin)界質(zhi)(zhi)量的(de)可能用途。
2006年(nian)10月,位于俄羅斯杜(du)布納(na)聯(lian)合核(he)研(yan)(yan)究所的(de)研(yan)(yan)究人(ren)員宣布成(cheng)(cheng)(cheng)功合成(cheng)(cheng)(cheng)3顆Uuo(118號元(yuan)素)原子。他(ta)們利用鈣-48撞擊锎(kai)(kai)-249,產(chan)生了這個(ge)目前最重的(de)元(yuan)素。該次實驗的(de)目標(biao)體是(shi)一片面積為32 cm、含有(you)10 mg锎(kai)(kai)-249的(de)鈦薄片。 其他(ta)用到锎(kai)(kai)來合成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)超鈾元(yuan)素還包括(kuo)1961年(nian)以硼(peng)原子核(he)撞擊锎(kai)(kai)所形成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)鐒元(yuan)素。
锎(kai)在核醫學(xue)領(ling)域可(ke)用來治(zhi)療(liao)(liao)惡性腫(zhong)(zhong)瘤(liu)。由于(yu)锎(kai)-252中(zhong)子(zi)源(yuan)(yuan)可(ke)以做(zuo)得(de)很小很細,這是其它(ta)中(zhong)子(zi)源(yuan)(yuan)所做(zuo)不到(dao)的(de),所以把(ba)中(zhong)子(zi)源(yuan)(yuan)經過軟管送(song)到(dao)人體腔(qiang)內器官(guan)腫(zhong)(zhong)瘤(liu)部位,或者植(zhi)入到(dao)人體的(de)腫(zhong)(zhong)瘤(liu)組織(zhi)內進行治(zhi)療(liao)(liao)。特別(bie)是對子(zi)宮(gong)癌、口腔(qiang)癌、直腸癌、食道(dao)癌、胃(wei)癌、鼻腔(qiang)癌等(deng),锎(kai)-252中(zhong)子(zi)治(zhi)療(liao)(liao)都有相當好的(de)療(liao)(liao)效。
我國(guo)生(sheng)產(chan)和應用锎(kai)-252中(zhong)(zhong)子(zi)源始于(yu)20世紀90年代(dai)。1992年中(zhong)(zhong)國(guo)已建(jian)立了锎(kai)-252中(zhong)(zhong)子(zi)源生(sheng)產(chan)線。由俄羅斯提供锎(kai)-252原料和工藝設備(bei),在中(zhong)(zhong)國(guo)生(sheng)產(chan)锎(kai)-252中(zhong)(zhong)子(zi)源。
中(zhong)(zhong)國已有公司從事锎(kai)-252中(zhong)(zhong)子治療(liao)儀的(de)開(kai)發,于1999年(nian)起,經過(guo)幾(ji)年(nian)的(de)臨床應用,顯示出非(fei)常好的(de)療(liao)效。
锎是一種人(ren)造元素(su),其(qi)同(tong)位素(su)锎-252被用(yong)于近距(ju)離治(zhi)療(liao)。這種同(tong)位素(su)首(shou)次發現于氫彈爆炸(zha)后的(de)(de)塵埃,是能夠產生(sheng)豐富中(zhong)子(zi)的(de)(de)唯一核素(su)。1968年醫用(yong)锎源(yuan)被用(yong)來治(zhi)療(liao)首(shou)例病(bing)人(ren),中(zhong)子(zi)近距(ju)離治(zhi)療(liao)法由此誕生(sheng)。中(zhong)子(zi)治(zhi)癌(ai)是最先(xian)進(jin)的(de)(de)癌(ai)癥治(zhi)療(liao)方(fang)法之一,治(zhi)療(liao)效果(guo)優于當前(qian)被廣泛使用(yong)的(de)(de)放療(liao)。它無(wu)須讓病(bing)人(ren)全身接受放射性(xing)射線(xian),而是利用(yong)特制(zhi)的(de)(de)施源(yuan)器(qi)將中(zhong)子(zi)源(yuan)送入人(ren)體或(huo)腫瘤內(nei)進(jin)行腔內(nei)、管內(nei)或(huo)組織間照(zhao)射,放射反應(ying)輕且能夠徹底殺死癌(ai)細(xi)胞。
锎累積在骨骼組(zu)織里的(de)锎會釋放輻射(she),破壞身體制造紅(hong)血球的(de)能力。由于(yu)放射(she)性(xing)極強,在環境(jing)中的(de)存量極低,所以锎在生物(wu)體中沒有任何自(zi)然的(de)用途。
在(zai)進食受(shou)锎(kai)污染(ran)的(de)(de)食物或飲(yin)料,或吸入含有(you)锎(kai)的(de)(de)懸(xuan)浮(fu)顆粒之后(hou),锎(kai)就會(hui)(hui)進入體(ti)內。在(zai)身體(ti)里,只有(you)0.05%的(de)(de)锎(kai)會(hui)(hui)進入血液里,其中(zhong)的(de)(de)65%會(hui)(hui)積(ji)(ji)累在(zai)骨骼中(zhong),肝臟25%,其余(yu)的(de)(de)主要通(tong)過排尿排出身體(ti)。骨骼和肝臟中(zhong)積(ji)(ji)累的(de)(de)锎(kai)分(fen)別會(hui)(hui)在(zai)50年和20年后(hou)消失。锎(kai)會(hui)(hui)首先附在(zai)骨骼的(de)(de)表面,之后(hou)會(hui)(hui)慢(man)慢(man)蔓延(yan)到骨骼的(de)(de)各個部(bu)分(fen)。
一(yi)旦進入體內,锎(kai)會造(zao)成很大的損害。另外,锎(kai)-249和锎(kai)-251能釋放伽馬射(she)線,對外表組(zu)織造(zao)成傷害。锎(kai)所釋放的電離輻射(she)在骨(gu)骼(ge)和肝臟中(zhong)可致癌(ai)。