锎(kai)(臺灣、香港、澳門稱(cheng)鉲(ka))是(shi)一(yi)種(zhong)人工合成的(de)放射(she)性(xing)化(hua)學元素,它的(de)化(hua)學符號是(shi)Cf,它的(de)原子序數是(shi)98,屬于(yu)錒系(xi)元素之一(yi)。
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(xi)奧多·西(xi)博格(ge)在(zai)伯克利(li)(li)加(jia)(jia)州(zhou)大(da)學(xue)首(shou)次發(fa)現了(le)锎元素。锎是第六個被發(fa)現的超(chao)鈾元素。研究(jiu)小組在(zai)1950年(nian)3月17日發(fa)布了(le)該(gai)項發(fa)現。锎的拼音名(ming)稱是以(yi)美國的加(jia)(jia)利(li)(li)福尼亞州(zhou)命名(ming)。該(gai)地是加(jia)(jia)利(li)(li)福尼亞大(da)學(xue)柏克萊(lai)分校(xiao)的所(suo)在(zai)州(zhou)份
美國加州伯克(ke)利的1.5米直徑回旋加速(su)器將α粒子(zi)(42He)加速(su)至35 MeV能量,射向(xiang)一微克(ke)大小(xiao)的鋦-242目(mu)標,以此產(chan)生(sheng)了(le)锎(kai)-245(24598Cf)和(he)一顆自由中子(zi)(n)。
此次實驗(yan)只產生了大約5千顆锎原子(zi),半衰(shuai)期為44分鐘。
該新元素(su)(su)以(yi)加州(zhou)和加州(zhou)大學命(ming)(ming)名(ming)。這(zhe)和95至(zhi)97號(hao)元素(su)(su)的(de)(de)命(ming)(ming)名(ming)方(fang)式(shi)有所不同。第95至(zhi)97號(hao)元素(su)(su)是(shi)(shi)利用類似于(yu)對上的(de)(de)元素(su)(su)之(zhi)命(ming)(ming)名(ming)方(fang)式(shi)而(er)命(ming)(ming)名(ming)的(de)(de)。但是(shi)(shi),98號(hao)元素(su)(su)以(yi)上的(de)(de)鏑(Dysprosium)的(de)(de)意思是(shi)(shi)“難取得(de)”,所以(yi)研(yan)究人(ren)員決定打破此前的(de)(de)非(fei)正式(shi)命(ming)(ming)名(ming)常規。
愛達(da)荷國(guo)家(jia)實驗室通過(guo)對(dui)钚目標(biao)體進行輻(fu)射,首次產生(sheng)(sheng)了(le)(le)(le)重量可觀的锎(kai)(kai)元素,并于(yu)1954年(nian)(nian)(nian)發布了(le)(le)(le)研(yan)究結果。產生(sheng)(sheng)的樣本中(zhong)能夠觀察到锎(kai)(kai)-252的高自(zi)發裂變(bian)率。1958年(nian)(nian)(nian),科學(xue)家(jia)首次對(dui)濃縮(suo)锎(kai)(kai)進行了(le)(le)(le)實驗。在(zai)對(dui)钚-239進行中(zhong)子(zi)輻(fu)射連(lian)續5年(nian)(nian)(nian)之后,科學(xue)家(jia)在(zai)樣本中(zhong)發現了(le)(le)(le)從锎(kai)(kai)-249到锎(kai)(kai)-252的各(ge)個同位素。兩(liang)年(nian)(nian)(nian)后的1960年(nian)(nian)(nian),勞(lao)倫斯伯克(ke)利國(guo)家(jia)實驗室的Burris Cunningham和James Wallman把(ba)锎(kai)(kai)置于(yu)蒸(zheng)汽與鹽酸中(zhong),第一次制成了(le)(le)(le)锎(kai)(kai)的化(hua)合(he)物——三氯化(hua)锎(kai)(kai)、氯氧化(hua)锎(kai)(kai)及氧化(hua)锎(kai)(kai)。
1960年(nian)代,位于美(mei)(mei)國(guo)田納西州橡(xiang)樹嶺的(de)橡(xiang)樹嶺國(guo)家實(shi)驗室(shi)利用其高通(tong)率(lv)同位素反應爐(lu)(HFIR)產生了(le)少(shao)量的(de)锎(kai)。到1995年(nian)為止(zhi),HFIR的(de)實(shi)際(ji)锎(kai)年(nian)產量為500毫克。在《英(ying)美(mei)(mei)共同防御協約(yue)》下英(ying)國(guo)向美(mei)(mei)國(guo)提供的(de)钚元素曾用于制造锎(kai)。
美國(guo)原子能協(xie)會在1970年代(dai)初起向工業及學術機(ji)構銷售锎-252同位素,每微克價(jia)格為(wei)10美元,從1970至1990年每年一(yi)共售出150微克锎-252。Haire和Baybarz于1974年用鑭金屬(shu)還原了氧(yang)化锎(III),首次制成數微克重、厚(hou)度小于1微米的锎金屬(shu)薄片。
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(shuai)變,從而形(xing)成锎。在(zai)使用锎進行探礦或醫學治療的(de)設(she)施(shi)附(fu)近也可以(yi)發現锎。锎不易溶于水,但會黏附(fu)在(zai)泥(ni)土上(shang),所以(yi)泥(ni)土中锎的(de)濃度可以(yi)比泥(ni)土粒(li)子周圍的(de)水高(gao)出500倍。
1980年之前大氣(qi)層核試驗的輻射落塵散落在環境(jing)中(zhong)(zhong),其中(zhong)(zhong)含有少(shao)量的锎。從空(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)采(cai)得的核爆輻射落塵中(zhong)(zhong)曾被發現含有質量數為249、252、253和(he)254的锎同位素。
科學家曾認為超新(xin)星會產生锎,因為超新(xin)星物質的(de)衰(shuai)變符(fu)合Cf的(de)60天半衰(shuai)期。不過,之后(hou)的(de)研(yan)究未(wei)能探(tan)測到(dao)锎譜(pu)線,人們也(ye)一般認為超新(xin)星的(de)光(guang)變曲線是符(fu)合鎳-56的(de)特征的(de)。
同(tong)位(wei)素(su):同(tong)位(wei)素(su)有245Cf到(dao)254Cf。最穩(wen)定的同(tong)位(wei)素(su)是(shi)251Cf,半衰期是(shi)898年。
發現:1950年3月17日(ri),美國的(de)湯普森(sen)(S.G.Thompson)、小斯特里特(K.Street Jr.)、喬索(A.Chiorso)和(he)西博格(G.T.Seaporg)發現了(le)锎。用(yong)回旋加速器(qi)加速的(de)氦離子轟(hong)擊242Cm,幾乎和(he)锫同時發現。
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。化學(xue)性質活(huo)潑,與其他(ta)+3價錒系元素(su)相似。有水(shui)溶性的(de)硝酸(suan)(suan)鹽、硫酸(suan)(suan)鹽、氯化物(wu)和過氯酸(suan)(suan)鹽;它的(de)氟(fu)化物(wu)、草酸(suan)(suan)鹽、氫(qing)氧化物(wu)在水(shui)溶液中(zhong)沉淀(dian)。利用(yong)耙子(zi)同位(wei)素(su)和轟擊(ji)粒(li)子(zi)的(de)種種組合,已(yi)發現了幾種锎的(de)同位(wei)素(su):246Cf、249Cf、251Cf、252Cf、254Cf等。251Cf半(ban)衰(shuai)(shuai)期為(wei)(wei)(wei)900年;249Cf半(ban)衰(shuai)(shuai)期為(wei)(wei)(wei)360年;252Cf半(ban)衰(shuai)(shuai)期為(wei)(wei)(wei)2.64年;254Cf半(ban)衰(shuai)(shuai)期為(wei)(wei)(wei)64天。
由氦同(tong)位(wei)素轟擊鋦可(ke)得到微(wei)量的锎。锎的同(tong)位(wei)素有(you)從237Cf到256Cf。锎-251是最穩定(ding)的同(tong)位(wei)素,它(ta)的半(ban)衰期(qi)有(you)898年。
雖(sui)然锎(kai)-251是最穩定的同(tong)位(wei)素(su),但(dan)是最有商業價(jia)值的卻是锎(kai)-252。锎(kai)-252大部分(fen)都(dou)是用來檢測飛機(ji)行李(li)內(nei)是否有爆裂物(wu)存在(zai)。
锎(kai)(kai)是(shi)一種銀白色的(de)(de)錒系金(jin)屬(shu),熔點為900 ± 30 °C,估計的(de)(de)沸點為1745 °C。處(chu)于純金(jin)屬(shu)態時(shi),锎(kai)(kai)是(shi)具(ju)延展性(xing)(xing)的(de)(de),可以用刀片輕易切開。在真空狀態下的(de)(de)锎(kai)(kai)金(jin)屬(shu)到了300 °C以上(shang)時(shi)便會氣(qi)化。在51K(三(san)20 °C)以下的(de)(de)锎(kai)(kai)金(jin)屬(shu)具(ju)鐵(tie)磁性(xing)(xing)或亞鐵(tie)磁性(xing)(xing),在48至66 K時(shi)具(ju)反鐵(tie)磁性(xing)(xing),而在160 K(ㄢ10 °C)以上(shang)時(shi)具(ju)順磁性(xing)(xing)。它與鑭系元素能(neng)夠形成(cheng)合金(jin),但人們(men)對其所知(zhi)甚少。
在一個(ge)大氣壓(ya)力下,锎有(you)兩種晶體(ti)結(jie)構(gou)(gou):在900 °C以下為(wei)(wei)雙層(ceng)六方(fang)密排結(jie)構(gou)(gou)(稱(cheng)α型),此(ci)時密度為(wei)(wei)15.10 g/cm;而另一種面(mian)心立(li)方(fang)結(jie)構(gou)(gou)(β型)則在900 °C以上出(chu)現,密度為(wei)(wei)8.74 g/cm。在48GPa的(de)壓(ya)力下,锎的(de)晶體(ti)結(jie)構(gou)(gou)會由β型轉(zhuan)變為(wei)(wei)第三種正交晶系結(jie)構(gou)(gou)。這是由于锎原子中的(de)5f電(dian)子在此(ci)壓(ya)力下會變成離域電(dian)子,這些(xie)自由電(dian)子夠參與鍵結(jie)的(de)形成。
物質(zhi)的(de)體(ti)積模(mo)量指的(de)是該物質(zhi)抗衡(heng)均勻壓力的(de)強(qiang)度。锎的(de)體(ti)積模(mo)量為50 ± 5 GPa,這與(yu)三價(jia)的(de)鑭系金屬相似,但比一些常見(jian)的(de)金屬低(di)(如鋁:70 GPa)。
參數
電子構型:1s2 2s2p6 3s23p63d10 4s24p64d104f14 5s25p65d105f10 6s26p6 7s2
同位素及放(fang)射線(xian): Cf-245[44m] Cf-246[1.5d] Cf-247[3.1h] Cf-248[334d] Cf-249[351y] Cf-250[13y] Cf-251(放(fang) α[900y]) Cf-252[2.6y] Cf-253[17.8d] Cf-254[60.5d]
外圍(wei)電(dian)子(zi)層(ceng)排布(bu):5f10 7s2
晶體數據:
晶胞為六方晶胞。
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(yu) H=1×1012): 未知(zhi)
海水中/p.p.m.:零
地(di)殼(ke)/p.p.m.: 零
大氣/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
肝(gan)/p.p.m.:
器官中: 零
肌肉/p.p.m.:
血/mg dm-3 :
日攝入量/mg: 零
骨(gu)/p.p.m.:
人(70Kg)均體內總量/mg: 零
锎的化合價
可以(yi)是(shi)4、3或(huo)(huo)2,也就是(shi)說一個锎(kai)(kai)原子(zi)能(neng)夠形(xing)成2至4個化學鍵。其(qi)化學屬(shu)性(xing)預計將會(hui)類似于別的(de)(de)(de)三價錒系(xi)元素(su)(su),以(yi)及在(zai)元素(su)(su)周期(qi)表中位于锎(kai)(kai)以(yi)上的(de)(de)(de)鏑(di)。锎(kai)(kai)在(zai)室溫下會(hui)在(zai)空(kong)氣中緩慢地失去光澤(ze),速度(du)隨著濕度(du)的(de)(de)(de)提高而(er)加快。锎(kai)(kai)可以(yi)和氫(qing)、氮和任何氧族元素(su)(su)加熱(re)進(jin)行反應,其(qi)中與不(bu)含濕氣的(de)(de)(de)氫(qing)或(huo)(huo)與水溶無機酸(suan)反應的(de)(de)(de)速度(du)極快。
锎水溶時
處于(yu)锎(III)正離(li)子狀態(tai)。科學家未(wei)能還原或氧化(hua)溶(rong)液中的(de)+3離(li)子。锎能夠(gou)形(xing)成能溶(rong)于(yu)水的(de)氯化(hua)物、硝酸(suan)鹽(yan)、高氯酸(suan)鹽(yan)及硫酸(suan)鹽(yan),沉(chen)淀(dian)后形(xing)成氟化(hua)物、草酸(suan)鹽(yan)或氫氧化(hua)物。
同位素
已知的(de)锎(kai)(kai)同(tong)位(wei)素(su)共有20個(ge),有246Cf、249Cf、251Cf、252Cf、254Cf等,都(dou)是放(fang)射性同(tong)位(wei)素(su)。其中最(zui)穩(wen)定的(de)有锎(kai)(kai)-251(半(ban)(ban)衰期(qi)(qi)為(wei)900年(nian))、锎(kai)(kai)-249(360年(nian))、锎(kai)(kai)-250(13.08年(nian))及锎(kai)(kai)-252(2.645年(nian))。其余的(de)同(tong)位(wei)素(su)半(ban)(ban)衰期(qi)(qi)都(dou)在一年(nian)以下,如锎(kai)(kai)-254半(ban)(ban)衰期(qi)(qi)為(wei)64天,大部分(fen)甚(shen)至少(shao)于20分(fen)鐘。锎(kai)(kai)同(tong)位(wei)素(su)的(de)質量數從(cong)237到256不(bu)等。
锎(kai)(kai)-249是在(zai)锫(pei)-249進行(xing)β衰(shuai)變后形(xing)成(cheng)的。大(da)部(bu)分(fen)其他的锎(kai)(kai)同位(wei)素是在(zai)核反應(ying)爐(lu)中對锫(pei)進行(xing)強烈(lie)的中子輻射后產生(sheng)的。雖然(ran)锎(kai)(kai)-251的半衰(shuai)期最長,但是由于容易吸收(shou)中子(高中子捕獲率)以及會與其他粒子產生(sheng)反應(ying)(高中子截面),所(suo)以其產量只有10%。
锎-252是個強中子(zi)射源,因此(ci)其(qi)放射性(xing)極高,非常危險。锎-252有96.9%的(de)概率進(jin)行α衰變(bian)(損失(shi)兩(liang)顆(ke)質子(zi)和兩(liang)顆(ke)中子(zi)),并形成鋦-248,剩余的(de)3.1%概率進(jin)行自發(fa)裂變(bian)。一微克(最)的(de)锎-252每秒釋(shi)放230萬顆(ke)中子(zi),平均每次自發(fa)裂變(bian)釋(shi)放3.7顆(ke)中子(zi)。其(qi)他(ta)大(da)部分的(de)锎同位素(su)都以(yi)α衰變(bian)形成鋦的(de)同位素(su)(原子(zi)序(xu)為(wei)96)。
用氦離(li)子轟擊鋦而得。
锎可以在核反應爐和粒子(zi)加速(su)器中產生。锫-249(24997Bk)受中子(zi)撞擊(中子(zi)捕獲(n,γ))后立即進(jin)行β衰變(β),便會形成锎-250(25098Cf)。反應如下(xia):
锎-250在受中子撞(zhuang)擊(ji)后會產生锎-251和锎-252。
對镅、鋦和钚元(yuan)素進行中(zhong)子(zi)輻射可以制成數(shu)毫克(ke)的(de)(de)锎(kai)-252和數(shu)微克(ke)的(de)(de)锎(kai)-249。直(zhi)到2006年,科學(xue)家利用特殊的(de)(de)反應爐(lu)對鋦-244至(zhi)248進行中(zhong)子(zi)輻射,主要產生出锎(kai)-252,另有較(jiao)少的(de)(de)锎(kai)-249至(zhi)255。
經過美國核能(neng)管(guan)理委員(yuan)會可以購得微克量的锎(kai)-252作商業(ye)用途。世界(jie)上僅有兩處生產(chan)锎(kai)的設施(shi):位于(yu)美國的橡樹(shu)嶺國家實驗(yan)室以及位于(yu)俄羅斯(si)的核反應器研究所。到2003年為(wei)止,兩座設施(shi)分別每年生產(chan)0.25克和(he)0.025克的锎(kai)-252。
設施(shi)還生產三個半衰期(qi)頗長的(de)锎(kai)同(tong)(tong)位(wei)素(su),這需要鈾-238捕獲中子15次,期(qi)間不進行核(he)裂變(bian)或α衰變(bian)。從鈾-238開始的(de)核(he)反應鏈經過幾(ji)個钚同(tong)(tong)位(wei)素(su)、镅同(tong)(tong)位(wei)素(su)、鋦同(tong)(tong)位(wei)素(su)、锫同(tong)(tong)位(wei)素(su)以及锎(kai)-249至253。
中子源
可用作高(gao)通量的中子源。
能夠(gou)利用(yong)的锎的數(shu)量非常(chang)少,使(shi)其(qi)應用(yong)受到(dao)了(le)限(xian)制,可(ke)是,它作為裂解碎片源,被用(yong)于核研(yan)究。
該元素是世界(jie)上最昂(ang)貴的元素,1克(ke)價值2700萬美元, 是金(jin)子(zi)的65萬倍。
可用作高通量的中子源。 在核醫學領(ling)域(yu)可用來治(zhi)療(liao)(liao)惡性腫(zhong)瘤(liu)(liu)。由于锎-252中子源可以做得很小(xiao)很細,這是其它中子源所(suo)做不到(dao)的,所(suo)以把中子源經過軟管(guan)送到(dao)人體腔(qiang)內器官(guan)腫(zhong)瘤(liu)(liu)部位,或者植入到(dao)人體的腫(zhong)瘤(liu)(liu)組(zu)織內進行治(zhi)療(liao)(liao)。特別是對子宮癌、口腔(qiang)癌、直腸癌、食道癌、胃(wei)癌、鼻腔(qiang)癌等,锎-252中子治(zhi)療(liao)(liao)都有相(xiang)當(dang)好的療(liao)(liao)效。
應用發展
中(zhong)國生(sheng)產和應用(yong)(yong)锎(kai)(kai)-252中(zhong)子(zi)源(yuan)始于20世紀90年代(dai)。锎(kai)(kai)是(shi)一種(zhong)人(ren)造(zao)元(yuan)素(su)(su),其同位素(su)(su)锎(kai)(kai)-252被(bei)(bei)用(yong)(yong)于近(jin)距離(li)治(zhi)(zhi)療。這種(zhong)同位素(su)(su)首次發現于氫彈(dan)爆炸后的塵埃,是(shi)能夠產生(sheng)豐(feng)富中(zhong)子(zi)的唯(wei)一核素(su)(su)。1968年醫用(yong)(yong)锎(kai)(kai)源(yuan)被(bei)(bei)用(yong)(yong)來治(zhi)(zhi)療首例病(bing)人(ren),中(zhong)子(zi)近(jin)距離(li)治(zhi)(zhi)療法由此(ci)誕(dan)生(sheng)。中(zhong)子(zi)治(zhi)(zhi)癌(ai)(ai)是(shi)最(zui)先進的癌(ai)(ai)癥治(zhi)(zhi)療方法之(zhi)一,治(zhi)(zhi)療效果優于當前被(bei)(bei)廣泛使(shi)用(yong)(yong)的放療。它無須讓病(bing)人(ren)全身接受放射(she)性射(she)線,而是(shi)利用(yong)(yong)特制的施(shi)源(yuan)器(qi)將(jiang)中(zhong)子(zi)源(yuan)送入人(ren)體或腫瘤內進行腔內、管(guan)內或組織間照(zhao)射(she),放射(she)反應輕(qing)且能夠徹底殺(sha)死癌(ai)(ai)細胞。
中(zhong)子(zi)刀是(shi)锎-252中(zhong)子(zi)源自(zi)動遙控式后裝治(zhi)療(liao)系統,是(shi)一種放射治(zhi)療(liao),融核物(wu)理學、放射生(sheng)物(wu)學、自(zi)動控制(zhi)、計算機等多(duo)門(men)學科為一體(ti)的先(xian)進醫療(liao)設備、以治(zhi)療(liao)人體(ti)腔道(dao)或管(guan)道(dao)內腫瘤為主(zhu)的大(da)型現代化高(gao)科技放射治(zhi)療(liao)設備。具有世界領先(xian)水平,中(zhong)子(zi)刀填補了中(zhong)國乃至世界治(zhi)癌(ai)領域的一項空白。
橡(xiang)樹嶺(ling)國家實驗室建造的(de)(de)50噸重運(yun)輸桶,可用(yong)(yong)于運(yun)載最多1克的(de)(de)Cf。運(yun)輸此類高放射性物質(zhi)必(bi)須用(yong)(yong)到重型容(rong)器,以避免可能的(de)(de)意外。
锎-252作(zuo)為一種(zhong)強中(zhong)(zhong)子射源(yuan),有著幾個應(ying)用的(de)范(fan)疇。每微克的(de)锎每分(fen)鐘能(neng)夠(gou)產生1.39億顆(ke)中(zhong)(zhong)子。因(yin)此锎可以被用作(zuo)核反應(ying)爐的(de)中(zhong)(zhong)子啟動源(yuan)或(huo)在(zai)(zai)中(zhong)(zhong)子活化分(fen)析(xi)中(zhong)(zhong)作(zuo)為(非來自(zi)反應(ying)爐的(de))中(zhong)(zhong)子源(yuan)。在(zai)(zai)放射治療(liao)無效(xiao)時(shi),子宮(gong)頸癌(ai)(ai)和腦癌(ai)(ai)的(de)治療(liao)用到了锎所產生的(de)中(zhong)(zhong)子。自(zi)從1969年(nian)薩瓦那河發電廠向(xiang)佐治亞理(li)工(gong)學院借(jie)出119 最萀(hu)锎-252之后,锎一直(zhi)被用于教(jiao)育(yu)范(fan)疇上。在(zai)(zai)煤炭、水(shui)泥(ni)產業中(zhong)(zhong),锎也被應(ying)用在(zai)(zai)煤元(yuan)素分(fen)析(xi)和粒狀物質分(fen)析(xi)機上。
由于(yu)中(zhong)子(zi)(zi)能(neng)夠穿(chuan)透物(wu)質(zhi),所(suo)以(yi)锎(kai)也可以(yi)被(bei)用(yong)(yong)在探(tan)測(ce)器(qi)中(zhong),如燃料棒掃(sao)描儀,使(shi)用(yong)(yong)中(zhong)子(zi)(zi)射線(xian)照相術來探(tan)測(ce)飛機和武器(qi)部(bu)件的(de)腐蝕、問題焊接(jie)點、破裂及(ji)內(nei)部(bu)濕(shi)氣(qi),以(yi)及(ji)便攜式金(jin)屬(shu)探(tan)測(ce)器(qi)等。中(zhong)子(zi)(zi)濕(shi)度計利用(yong)(yong)锎(kai)-252來尋找油井(jing)中(zhong)的(de)水(shui)和石油,為金(jin)銀礦的(de)實地(di)(di)探(tan)測(ce)提供中(zhong)子(zi)(zi)源(yuan),以(yi)及(ji)探(tan)測(ce)地(di)(di)下(xia)水(shui)的(de)流動(dong)。1982年锎(kai)-252的(de)主要用(yong)(yong)途按(an)用(yong)(yong)量比(bi)例分(fen)(fen)別為:反應爐(lu)啟動(dong)源(yuan)(48.3%)、燃料棒掃(sao)描儀(25.3%)及(ji)活化分(fen)(fen)析(xi)(19.4%)。到了(le)1994年,大(da)部(bu)分(fen)(fen)的(de)锎(kai)-252都用(yong)(yong)于(yu)中(zhong)子(zi)(zi)射線(xian)照相(77.4%),而燃料棒掃(sao)描儀(12.1%)和反應爐(lu)啟動(dong)源(yuan)(6.9%)則(ze)成了(le)次要的(de)應用(yong)(yong)范圍。
锎-251的(de)臨(lin)界質量很低(約為5 kg)。人們(men)曾夸(kua)大其低臨(lin)界質量的(de)可(ke)能用途。
2006年10月,位于俄羅斯杜布(bu)納聯合(he)核(he)研(yan)究所的(de)(de)研(yan)究人員(yuan)宣布(bu)成(cheng)(cheng)功合(he)成(cheng)(cheng)3顆Uuo(118號元(yuan)素(su))原子(zi)。他(ta)們利(li)用(yong)鈣-48撞擊锎-249,產生了這個目前最(zui)重的(de)(de)元(yuan)素(su)。該次(ci)實驗的(de)(de)目標體(ti)是一片面積為32 cm、含有10 mg锎-249的(de)(de)鈦(tai)薄片。 其他(ta)用(yong)到锎來(lai)合(he)成(cheng)(cheng)的(de)(de)超鈾元(yuan)素(su)還包括(kuo)1961年以(yi)硼原子(zi)核(he)撞擊锎所形成(cheng)(cheng)的(de)(de)鐒元(yuan)素(su)。
锎(kai)在(zai)核醫(yi)學領域可用來治療惡性腫(zhong)瘤。由于锎(kai)-252中(zhong)子(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)可以做得很(hen)小很(hen)細,這是其(qi)它(ta)中(zhong)子(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)所做不到的,所以把中(zhong)子(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)經過(guo)軟管(guan)送(song)到人體(ti)腔內器官腫(zhong)瘤部位,或者植入到人體(ti)的腫(zhong)瘤組織內進行治療。特別是對子(zi)宮癌(ai)、口腔癌(ai)、直腸癌(ai)、食(shi)道癌(ai)、胃癌(ai)、鼻(bi)腔癌(ai)等,锎(kai)-252中(zhong)子(zi)治療都有相當好(hao)的療效。
我國(guo)生(sheng)產和(he)應用(yong)锎(kai)(kai)-252中(zhong)子(zi)源始于20世紀90年代。1992年中(zhong)國(guo)已建立了锎(kai)(kai)-252中(zhong)子(zi)源生(sheng)產線。由俄羅斯提供锎(kai)(kai)-252原料(liao)和(he)工藝設備(bei),在中(zhong)國(guo)生(sheng)產锎(kai)(kai)-252中(zhong)子(zi)源。
中(zhong)國已有公(gong)司(si)從事锎(kai)-252中(zhong)子治療(liao)儀的開發,于1999年起,經過幾(ji)年的臨(lin)床應用(yong),顯示出非常好(hao)的療(liao)效(xiao)。
锎(kai)是一(yi)種人(ren)造元素,其同位素锎(kai)-252被(bei)用(yong)于(yu)(yu)近距離治(zhi)療。這種同位素首次發現(xian)于(yu)(yu)氫彈爆炸后的(de)塵埃,是能(neng)夠(gou)產生豐(feng)富中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)的(de)唯一(yi)核素。1968年醫(yi)用(yong)锎(kai)源(yuan)被(bei)用(yong)來治(zhi)療首例病人(ren),中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)近距離治(zhi)療法由(you)此誕生。中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)治(zhi)癌(ai)是最先進(jin)的(de)癌(ai)癥治(zhi)療方法之一(yi),治(zhi)療效(xiao)果優(you)于(yu)(yu)當前被(bei)廣泛使用(yong)的(de)放(fang)療。它(ta)無(wu)須讓病人(ren)全身接受放(fang)射(she)(she)性射(she)(she)線(xian),而是利用(yong)特制(zhi)的(de)施源(yuan)器將(jiang)中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)源(yuan)送入人(ren)體或腫瘤內(nei)進(jin)行腔內(nei)、管內(nei)或組(zu)織(zhi)間(jian)照射(she)(she),放(fang)射(she)(she)反(fan)應輕(qing)且能(neng)夠(gou)徹底殺死癌(ai)細(xi)胞(bao)。
锎累積在(zai)骨骼組織里的锎會釋放(fang)輻射,破(po)壞身體制造紅血球的能力。由于(yu)放(fang)射性極強,在(zai)環境中(zhong)的存量極低,所以(yi)锎在(zai)生物體中(zhong)沒有任何自(zi)然的用途。
在(zai)(zai)進(jin)(jin)食受锎(kai)污染的食物或飲料,或吸入(ru)含(han)有(you)锎(kai)的懸浮顆粒之后,锎(kai)就(jiu)會(hui)進(jin)(jin)入(ru)體(ti)(ti)(ti)內(nei)。在(zai)(zai)身體(ti)(ti)(ti)里,只(zhi)有(you)0.05%的锎(kai)會(hui)進(jin)(jin)入(ru)血(xue)液里,其(qi)中(zhong)的65%會(hui)積累在(zai)(zai)骨(gu)(gu)骼(ge)(ge)中(zhong),肝臟25%,其(qi)余的主要通過排(pai)尿排(pai)出(chu)身體(ti)(ti)(ti)。骨(gu)(gu)骼(ge)(ge)和肝臟中(zhong)積累的锎(kai)分(fen)別會(hui)在(zai)(zai)50年(nian)和20年(nian)后消失(shi)。锎(kai)會(hui)首先附在(zai)(zai)骨(gu)(gu)骼(ge)(ge)的表面,之后會(hui)慢(man)慢(man)蔓延(yan)到骨(gu)(gu)骼(ge)(ge)的各個部分(fen)。
一旦進入體內,锎(kai)會造成很大的(de)(de)損害(hai)。另外,锎(kai)-249和锎(kai)-251能釋(shi)放伽馬射線,對外表組(zu)織(zhi)造成傷害(hai)。锎(kai)所釋(shi)放的(de)(de)電離輻射在骨骼和肝臟中(zhong)可致癌(ai)。