锎(臺灣、香港、澳門稱鉲)是(shi)(shi)一(yi)種人工合成的(de)放射(she)性化學元素,它的(de)化學符號是(shi)(shi)Cf,它的(de)原子序數是(shi)(shi)98,屬于錒系(xi)元素之一(yi)。
1950年2月9日(ri)(ri)前后,物理學家Stanley G. Thompson、Kenneth Street, Jr.、阿伯特·吉(ji)奧索及格倫(lun)·西奧多·西博(bo)格在(zai)伯克(ke)利(li)加州大學首次發(fa)現了(le)锎元(yuan)素(su)。锎是第六個被(bei)發(fa)現的(de)超鈾元(yuan)素(su)。研(yan)究小組在(zai)1950年3月17日(ri)(ri)發(fa)布(bu)了(le)該項發(fa)現。锎的(de)拼音名(ming)稱是以美國的(de)加利(li)福尼亞州命(ming)名(ming)。該地是加利(li)福尼亞大學柏(bo)克(ke)萊分校的(de)所在(zai)州份
美國加(jia)州伯克利的1.5米直徑回旋加(jia)速器將α粒子(zi)(42He)加(jia)速至35 MeV能量(liang),射向一微(wei)克大(da)小(xiao)的鋦-242目標,以此產(chan)生了锎-245(245Cf)和(he)一顆自由中子(zi)(n)。
此次實驗(yan)只產(chan)生了(le)大約5千顆锎原子,半衰期(qi)為44分鐘。
該新元(yuan)(yuan)素(su)(su)以(yi)(yi)加州(zhou)和(he)加州(zhou)大學命名(ming)。這和(he)95至(zhi)97號元(yuan)(yuan)素(su)(su)的命名(ming)方式(shi)有所不同。第(di)95至(zhi)97號元(yuan)(yuan)素(su)(su)是利(li)用類似于對上(shang)的元(yuan)(yuan)素(su)(su)之命名(ming)方式(shi)而命名(ming)的。但是,98號元(yuan)(yuan)素(su)(su)以(yi)(yi)上(shang)的鏑(di)(Dysprosium)的意思(si)是“難取得”,所以(yi)(yi)研究人員決(jue)定打破此前的非正式(shi)命名(ming)常規。
愛達荷國家(jia)(jia)實(shi)驗(yan)室通過對(dui)钚(bu)目標體進行(xing)輻(fu)射,首次(ci)產生了(le)(le)(le)重量可觀的(de)(de)锎(kai)(kai)(kai)(kai)(kai)元素,并于1954年(nian)(nian)發布了(le)(le)(le)研究結果。產生的(de)(de)樣(yang)本中(zhong)能夠觀察(cha)到(dao)锎(kai)(kai)(kai)(kai)(kai)-252的(de)(de)高(gao)自發裂(lie)變率。1958年(nian)(nian),科學家(jia)(jia)首次(ci)對(dui)濃縮锎(kai)(kai)(kai)(kai)(kai)進行(xing)了(le)(le)(le)實(shi)驗(yan)。在對(dui)钚(bu)-239進行(xing)中(zhong)子(zi)輻(fu)射連續(xu)5年(nian)(nian)之后(hou),科學家(jia)(jia)在樣(yang)本中(zhong)發現了(le)(le)(le)從锎(kai)(kai)(kai)(kai)(kai)-249到(dao)锎(kai)(kai)(kai)(kai)(kai)-252的(de)(de)各個同位素。兩年(nian)(nian)后(hou)的(de)(de)1960年(nian)(nian),勞倫斯伯(bo)克利國家(jia)(jia)實(shi)驗(yan)室的(de)(de)Burris Cunningham和James Wallman把锎(kai)(kai)(kai)(kai)(kai)置于蒸汽與鹽酸(suan)中(zhong),第(di)一次(ci)制成了(le)(le)(le)锎(kai)(kai)(kai)(kai)(kai)的(de)(de)化(hua)(hua)合物——三氯(lv)化(hua)(hua)锎(kai)(kai)(kai)(kai)(kai)、氯(lv)氧化(hua)(hua)锎(kai)(kai)(kai)(kai)(kai)及氧化(hua)(hua)锎(kai)(kai)(kai)(kai)(kai)。
1960年代,位于美(mei)國(guo)(guo)(guo)田納西州(zhou)橡(xiang)樹嶺的橡(xiang)樹嶺國(guo)(guo)(guo)家實驗室利用(yong)其高通(tong)率同位素反應爐(HFIR)產(chan)生了(le)少量的锎。到1995年為止,HFIR的實際锎年產(chan)量為500毫克。在(zai)《英(ying)美(mei)共同防御協約》下英(ying)國(guo)(guo)(guo)向美(mei)國(guo)(guo)(guo)提(ti)供的钚(bu)元素曾用(yong)于制造锎。
美(mei)國(guo)原子能協會(hui)在(zai)1970年(nian)代(dai)初起(qi)向(xiang)工業(ye)及學(xue)術機構銷(xiao)售锎-252同位素,每(mei)微克價(jia)格為10美(mei)元,從(cong)1970至1990年(nian)每(mei)年(nian)一共售出150微克锎-252。Haire和(he)Baybarz于(yu)1974年(nian)用(yong)鑭金屬(shu)還原了(le)氧化锎(III),首次(ci)制成數微克重、厚度小于(yu)1微米的(de)锎金屬(shu)薄片。
地球上有著極少量的(de)锎,主要出現(xian)在(zai)含鈾量很(hen)高(gao)的(de)鈾礦中。鈾在(zai)捕獲中子之后(hou)進(jin)行(xing)β衰變,從而形成锎。在(zai)使用锎進(jin)行(xing)探(tan)礦或醫學(xue)治療的(de)設施附(fu)近(jin)也可以發現(xian)锎。锎不易溶(rong)于水(shui),但會黏附(fu)在(zai)泥(ni)土上,所以泥(ni)土中锎的(de)濃(nong)度可以比泥(ni)土粒子周圍的(de)水(shui)高(gao)出500倍。
1980年之前大氣層(ceng)核試驗的輻射落塵散(san)落在環(huan)境中(zhong),其中(zhong)含有(you)少量(liang)的锎。從空氣中(zhong)采(cai)得的核爆輻射落塵中(zhong)曾(ceng)被發現含有(you)質量(liang)數為249、252、253和(he)254的锎同位素。
科學家曾認為(wei)超新星(xing)會產生锎(kai),因為(wei)超新星(xing)物質的(de)衰變(bian)符合Cf的(de)60天半(ban)衰期。不過,之(zhi)后的(de)研究未(wei)能探測(ce)到锎(kai)譜線,人(ren)們也(ye)一般認為(wei)超新星(xing)的(de)光變(bian)曲線是符合鎳-56的(de)特征的(de)。
同位素(su):同位素(su)有245Cf到254Cf。最(zui)穩定的同位素(su)是251Cf,半(ban)衰期(qi)是900年。
性質:熔點900℃。金屬锎(kai)十分容易(yi)揮發,在1100~1200℃范圍中能(neng)蒸餾出來。化(hua)(hua)(hua)(hua)學性質活潑(po),與其他+3價錒系元素相似(si)。有水溶性的硝酸(suan)鹽(yan)(yan)(yan)、硫酸(suan)鹽(yan)(yan)(yan)、氯(lv)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)和過氯(lv)酸(suan)鹽(yan)(yan)(yan);它的氟化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)、草酸(suan)鹽(yan)(yan)(yan)、氫氧化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)在水溶液中沉淀。利(li)用耙子同(tong)位(wei)素和轟(hong)擊(ji)粒子的種種組合,已發現(xian)了(le)幾種锎(kai)的同(tong)位(wei)素:246Cf、249Cf、251Cf、252Cf、254Cf等。251Cf半(ban)衰期(qi)(qi)為(wei)900年(nian);249Cf半(ban)衰期(qi)(qi)為(wei)360年(nian);252Cf半(ban)衰期(qi)(qi)為(wei)2.64年(nian);254Cf半(ban)衰期(qi)(qi)為(wei)64天。
由(you)氦同位(wei)素轟擊鋦可得到(dao)微量的锎。锎的同位(wei)素有(you)從237Cf到(dao)256Cf。
雖然锎(kai)-251是最穩定(ding)的(de)同位素(su),但是最有(you)商業價值的(de)卻(que)是锎(kai)-252。锎(kai)-252大部分都是用(yong)來檢(jian)測飛機行李(li)內(nei)是否有(you)爆裂物存在(zai)。
锎(kai)(kai)是一(yi)種銀白色的錒(a)系金(jin)屬,熔點為900°C,估計的沸(fei)點為1470°C。處于(yu)純金(jin)屬態時,锎(kai)(kai)是具(ju)延展性(xing)的,可以用刀片輕易(yi)切開。在真空狀(zhuang)態下的锎(kai)(kai)金(jin)屬到了300°C以上時便(bian)會氣(qi)化。在51K(20°C)以下的锎(kai)(kai)金(jin)屬具(ju)鐵(tie)(tie)磁(ci)性(xing)或(huo)亞鐵(tie)(tie)磁(ci)性(xing),在48至66K時具(ju)反(fan)鐵(tie)(tie)磁(ci)性(xing),而在160K(10°C)以上時具(ju)順磁(ci)性(xing)。它(ta)與鑭(lan)系元素能夠形成合(he)金(jin),但人們對其所(suo)知甚(shen)少(shao)。
在(zai)一個大氣壓(ya)力下(xia)(xia),锎(kai)有兩種(zhong)晶體結構(gou)(gou)(gou):在(zai)900°C以(yi)下(xia)(xia)為(wei)(wei)(wei)雙層(ceng)六方密排(pai)結構(gou)(gou)(gou)(稱(cheng)α型(xing)),此時密度為(wei)(wei)(wei)15.1g/cm3;而另一種(zhong)面心(xin)立(li)方結構(gou)(gou)(gou)(β型(xing))則(ze)在(zai)900°C以(yi)上出現,密度為(wei)(wei)(wei)8.74g/cm3。在(zai)48GPa的(de)壓(ya)力下(xia)(xia),锎(kai)的(de)晶體結構(gou)(gou)(gou)會由(you)β型(xing)轉變為(wei)(wei)(wei)第三種(zhong)正交晶系結構(gou)(gou)(gou)。這是由(you)于锎(kai)原(yuan)子中的(de)5f電(dian)子在(zai)此壓(ya)力下(xia)(xia)會變成(cheng)離域電(dian)子,這些自(zi)由(you)電(dian)子夠參與鍵結的(de)形成(cheng)。
物質的(de)(de)(de)體積模量指(zhi)的(de)(de)(de)是該物質抗衡(heng)均勻壓(ya)力的(de)(de)(de)強度(du)。锎的(de)(de)(de)體積模量為50±5GPa,這與三價的(de)(de)(de)鑭系金屬相(xiang)似,但比一些常見的(de)(de)(de)金屬低。
參數
電子構型:1s2 2s2p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d105f10 6s26p67s2
同位素(su)及放(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) α[900y]); Cf-252 [2.6y] ;Cf-253 [17.8d] ;Cf-254 [60.5d]
外圍(wei)電子層(ceng)排布(bu):5f10 7s2
晶體數據:
晶(jing)胞為六方(fang)晶(jing)胞。
晶胞參數:
a = 338 pm
b = 338 pm
c = 1102.5 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 120°
锎的某些化合物
氧化態
化合物
公式
顏色
+2
二溴化锎
CfBr2
黃色
+2
二碘化锎
CfI2
深紫色
+3
三氧化二锎
Cf2O3
黃綠色
+3
三氟化锎
CfF3
鮮綠色
+3
三氯化锎
CfCl3
翠綠色
+3
三碘化锎
CfI3
檸檬色
+4
二氧化锎
CfO2
棕黑色
+4
四氟化锎
CfF4
綠色
锎的化合價
可(ke)以是(shi)+4、+3或+2,也(ye)就是(shi)說一個锎(kai)原(yuan)子能(neng)夠形成(cheng)2至4個化(hua)學鍵。其(qi)(qi)化(hua)學屬性預(yu)計將會類(lei)似于(yu)別的三價錒系元素,以及在(zai)元素周期表中(zhong)位于(yu)锎(kai)以上的鏑。锎(kai)在(zai)室(shi)溫下(xia)會在(zai)空氣中(zhong)緩慢地失去光澤,速度(du)(du)隨著濕度(du)(du)的提高而加快(kuai)。锎(kai)可(ke)以和(he)氫、氮(dan)和(he)任何氧(yang)族元素加熱(re)進行(xing)反(fan)應,其(qi)(qi)中(zhong)與不含濕氣的氫或與水溶(rong)無機酸反(fan)應的速度(du)(du)極快(kuai)。
锎離子
處于(yu)(yu)锎(kai)(III)正離子狀態(tai)。科學家未(wei)能還原或(huo)氧化溶液中(zhong)的+3離子。锎(kai)能夠(gou)形(xing)成(cheng)能溶于(yu)(yu)水的氯(lv)化物、硝酸鹽(yan)、高氯(lv)酸鹽(yan)及硫酸鹽(yan),沉淀后(hou)形(xing)成(cheng)氟化物、草酸鹽(yan)或(huo)氫氧化物。
同位素
已知(zhi)的锎同(tong)位(wei)素共(gong)有(you)20個(ge),有(you)246Cf、249Cf、251Cf、252Cf、254Cf等,都(dou)是放(fang)射性同(tong)位(wei)素。其(qi)中(zhong)最穩定的有(you)锎-251(半衰(shuai)期(qi)(qi)為900年(nian))、锎-249(360年(nian))、锎-250(13.08年(nian))及锎-252(2.645年(nian))。其(qi)余的同(tong)位(wei)素半衰(shuai)期(qi)(qi)都(dou)在一年(nian)以下(xia),如锎-254半衰(shuai)期(qi)(qi)為64天,大部(bu)分甚(shen)至少于(yu)20分鐘。锎同(tong)位(wei)素的質量數從237到256不等。
锎(kai)-249是(shi)在锫-249進(jin)行β衰變(bian)后(hou)形成的(de)。大部分(fen)其他的(de)锎(kai)同位素是(shi)在核(he)反(fan)應爐中(zhong)對锫進(jin)行強烈(lie)的(de)中(zhong)子輻射后(hou)產生的(de)。雖然锎(kai)-251的(de)半衰期最長,但是(shi)由于容易吸收中(zhong)子(高(gao)中(zhong)子捕獲率)以(yi)(yi)及(ji)會(hui)與其他粒子產生反(fan)應(高(gao)中(zhong)子截面),所(suo)以(yi)(yi)其產量只有10%。
锎(kai)-252是個(ge)強中子(zi)(zi)射(she)源,因此其放(fang)(fang)射(she)性(xing)極(ji)高,非常危險。锎(kai)-252有96.9%的(de)概率(lv)進行α衰(shuai)變(損失(shi)兩顆質子(zi)(zi)和兩顆中子(zi)(zi)),并(bing)形成(cheng)鋦-248,剩余的(de)3.1%概率(lv)進行自發(fa)裂(lie)變。一微克锎(kai)-252每秒釋(shi)放(fang)(fang)230萬(wan)顆中子(zi)(zi),平均(jun)每次自發(fa)裂(lie)變釋(shi)放(fang)(fang)3.7顆中子(zi)(zi)。其他大(da)部分的(de)锎(kai)同(tong)位(wei)素都以(yi)α衰(shuai)變形成(cheng)鋦的(de)同(tong)位(wei)素(原子(zi)(zi)序(xu)為96)。
用氦離子轟擊鋦(ju)而得。
锎(kai)(kai)可以在(zai)核反應爐和粒子(zi)(zi)加速器中(zhong)產生(sheng)。锫-249(249Bk)受中(zhong)子(zi)(zi)撞擊(ji)(ji)(中(zhong)子(zi)(zi)捕(bu)獲(huo)(n,γ))后(hou)(hou)立即進行β衰變(bian)(β),便(bian)會(hui)形(xing)成锎(kai)(kai)-250(250Cf):锎(kai)(kai)-250在(zai)受中(zhong)子(zi)(zi)撞擊(ji)(ji)后(hou)(hou)會(hui)產生(sheng)锎(kai)(kai)-251和锎(kai)(kai)-252。
對镅(mei)、鋦(ju)和钚(bu)元素進行(xing)(xing)中子輻射可以(yi)制成數(shu)毫克的(de)(de)锎(kai)-252和數(shu)微克的(de)(de)锎(kai)-249。直(zhi)到2006年,科(ke)學家(jia)利用(yong)特殊的(de)(de)反應(ying)爐對鋦(ju)-244至248進行(xing)(xing)中子輻射,主要產(chan)生出锎(kai)-252,另有較少的(de)(de)锎(kai)-249至255。
經(jing)過美國核(he)(he)能(neng)管理委員會可以(yi)購得微克量的(de)(de)锎-252作(zuo)商業用途。世(shi)界上(shang)僅(jin)有兩(liang)處生(sheng)產锎的(de)(de)設施:位于美國的(de)(de)橡(xiang)樹嶺(ling)國家實驗室(shi)以(yi)及(ji)位于俄羅(luo)斯(si)的(de)(de)核(he)(he)反應器研究所(suo)。到2003年(nian)為止,兩(liang)座設施分別(bie)每年(nian)生(sheng)產0.25克和0.025克的(de)(de)锎-252。
設施還生產三(san)個(ge)半衰(shuai)期頗(po)長的(de)锎同(tong)(tong)位素(su),這(zhe)需要鈾-238捕獲中子15次,期間不(bu)進行(xing)核裂變(bian)或α衰(shuai)變(bian)。從鈾-238開始的(de)核反應鏈經過(guo)幾個(ge)钚(bu)同(tong)(tong)位素(su)、镅(mei)同(tong)(tong)位素(su)、鋦同(tong)(tong)位素(su)、锫同(tong)(tong)位素(su)以及锎-249至253。
中子源
可用作高通量的中(zhong)子源。
能(neng)夠利用(yong)的锎的數(shu)量非常少(shao),使其應用(yong)受(shou)到了限(xian)制,可是(shi),它作為裂解碎片源,被用(yong)于(yu)核研究。
該元(yuan)(yuan)素是(shi)世界上最(zui)昂貴的元(yuan)(yuan)素,1克價值2700萬美(mei)元(yuan)(yuan),是(shi)金子的65萬倍。
可(ke)用作高(gao)通量的中(zhong)子(zi)(zi)源(yuan)(yuan)。在核醫(yi)學領域可(ke)用來治(zhi)(zhi)療惡(e)性腫(zhong)瘤(liu)。由于(yu)锎(kai)-252中(zhong)子(zi)(zi)源(yuan)(yuan)可(ke)以做得很小很細,這(zhe)是其他中(zhong)子(zi)(zi)源(yuan)(yuan)所做不(bu)到的,所以把中(zhong)子(zi)(zi)源(yuan)(yuan)經(jing)過軟管送到人體腔內器官腫(zhong)瘤(liu)部位,或者(zhe)植入到人體的腫(zhong)瘤(liu)組織內進(jin)行治(zhi)(zhi)療。特(te)別是對子(zi)(zi)宮癌、口腔癌、直腸(chang)癌、食道癌、胃癌、鼻腔癌等,锎(kai)-252中(zhong)子(zi)(zi)治(zhi)(zhi)療都有相當好的療效。
應用發展
中(zhong)(zhong)國生產和應(ying)(ying)用(yong)(yong)锎(kai)-252中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)源(yuan)始于(yu)20世紀90年代。锎(kai)是(shi)(shi)一(yi)種人(ren)造元素(su)(su),其同位素(su)(su)锎(kai)-252被用(yong)(yong)于(yu)近(jin)距離治(zhi)療。這種同位素(su)(su)首次發(fa)現于(yu)氫彈爆炸(zha)后的(de)塵(chen)埃,是(shi)(shi)能(neng)夠產生豐富中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)的(de)唯一(yi)核素(su)(su)。1968年醫(yi)用(yong)(yong)锎(kai)源(yuan)被用(yong)(yong)來治(zhi)療首例病人(ren),中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)近(jin)距離治(zhi)療法由(you)此(ci)誕生。中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)治(zhi)癌是(shi)(shi)最先進的(de)癌癥(zheng)治(zhi)療方(fang)法之一(yi),治(zhi)療效果(guo)優于(yu)當前被廣泛使用(yong)(yong)的(de)放療。它無須(xu)讓病人(ren)全(quan)身接受(shou)放射性射線,而是(shi)(shi)利用(yong)(yong)特制的(de)施(shi)源(yuan)器(qi)將中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)源(yuan)送入人(ren)體(ti)或腫瘤(liu)內進行腔(qiang)內、管(guan)內或組織間照(zhao)射,放射反(fan)應(ying)(ying)輕且(qie)能(neng)夠徹底殺(sha)死癌細胞。
中(zhong)(zhong)子刀是(shi)锎-252中(zhong)(zhong)子源自動遙控式后裝治療(liao)(liao)(liao)系(xi)統,是(shi)一(yi)種放射治療(liao)(liao)(liao),融核物理學、放射生物學、自動控制、計算機等多門學科為一(yi)體(ti)的先進醫療(liao)(liao)(liao)設備、以治療(liao)(liao)(liao)人體(ti)腔(qiang)道或管道內腫瘤為主的大型(xing)現代化(hua)高科技放射治療(liao)(liao)(liao)設備。具有世(shi)界領(ling)先水平,中(zhong)(zhong)子刀填補了中(zhong)(zhong)國乃至世(shi)界治癌領(ling)域的一(yi)項(xiang)空白(bai)。
橡樹嶺國家(jia)實驗(yan)室(shi)建造的50噸重運輸桶,可用(yong)于運載(zai)最多(duo)1克的Cf。運輸此(ci)類高放射性物質(zhi)必須用(yong)到重型容器,以避免(mian)可能的意外。
锎(kai)(kai)-252作(zuo)(zuo)為一(yi)種(zhong)強中(zhong)子射源(yuan),有著幾個應(ying)用(yong)的范疇(chou)(chou)。每(mei)微(wei)克的锎(kai)(kai)每(mei)分鐘能夠產(chan)生(sheng)1.39億顆中(zhong)子。因此(ci)锎(kai)(kai)可(ke)以被(bei)(bei)用(yong)作(zuo)(zuo)核反應(ying)爐的中(zhong)子啟動源(yuan)或在(zai)中(zhong)子活化分析(xi)中(zhong)作(zuo)(zuo)為(非來自反應(ying)爐的)中(zhong)子源(yuan)。在(zai)放(fang)射治(zhi)療無效時,子宮頸癌(ai)和腦癌(ai)的治(zhi)療用(yong)到了(le)锎(kai)(kai)所(suo)產(chan)生(sheng)的中(zhong)子。自從1969年薩瓦那(nei)河發電(dian)廠向佐治(zhi)亞(ya)理工學院借出锎(kai)(kai)-252之后,锎(kai)(kai)一(yi)直被(bei)(bei)用(yong)于教育范疇(chou)(chou)上。在(zai)煤(mei)炭、水泥產(chan)業中(zhong),锎(kai)(kai)也被(bei)(bei)應(ying)用(yong)在(zai)煤(mei)元素分析(xi)和粒狀(zhuang)物(wu)質(zhi)分析(xi)機(ji)上。
由于(yu)中子能(neng)夠(gou)穿透物質,所(suo)以锎(kai)也(ye)可以被用(yong)(yong)在探(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)中,如(ru)燃(ran)料(liao)棒掃(sao)描儀,使用(yong)(yong)中子射(she)線照相(xiang)術來探(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)飛機和武器(qi)部(bu)件的腐蝕、問題焊接點、破裂(lie)及內部(bu)濕氣,以及便(bian)攜(xie)式金屬探(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)器(qi)等(deng)。中子濕度計(ji)利(li)用(yong)(yong)锎(kai)-252來尋找油(you)井中的水(shui)和石(shi)油(you),為金銀礦的實(shi)地(di)探(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)提供(gong)中子源,以及探(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)地(di)下水(shui)的流動(dong)。1982年(nian)锎(kai)-252的主要用(yong)(yong)途按用(yong)(yong)量(liang)比例分別(bie)為:反應爐啟動(dong)源(48.3%)、燃(ran)料(liao)棒掃(sao)描儀(25.3%)及活化分析(19.4%)。到了(le)(le)1994年(nian),大部(bu)分的锎(kai)-252都用(yong)(yong)于(yu)中子射(she)線照相(xiang)(77.4%),而燃(ran)料(liao)棒掃(sao)描儀(12.1%)和反應爐啟動(dong)源(6.9%)則成了(le)(le)次要的應用(yong)(yong)范(fan)圍(wei)。
锎-251的臨界(jie)質(zhi)量(liang)很低(di)(約為5kg)。人們(men)曾夸大其低(di)臨界(jie)質(zhi)量(liang)的可(ke)能用途。
2006年10月,位于(yu)俄羅(luo)斯杜布納聯合核研究所的研究人(ren)員(yuan)宣布成功合成3顆(ke)Uuo(118號元(yuan)(yuan)素)原子。他們(men)利用(yong)鈣(gai)-48撞擊锎(kai)-249,產生了(le)這個目前最重的元(yuan)(yuan)素。該次實(shi)驗(yan)的目標體是一片面積為32cm、含有10mg锎(kai)-249的鈦薄片。其他用(yong)到(dao)锎(kai)來合成的超(chao)鈾元(yuan)(yuan)素還(huan)包括(kuo)1961年以硼原子核撞擊锎(kai)所形成的鐒元(yuan)(yuan)素。
锎在核醫學(xue)領域可(ke)用來治療惡性腫瘤(liu)(liu)。由于锎-252中子(zi)源(yuan)可(ke)以做得很小很細,這是其它中子(zi)源(yuan)所做不到(dao)(dao)的,所以把中子(zi)源(yuan)經過(guo)軟(ruan)管送到(dao)(dao)人體腔(qiang)內(nei)器官腫瘤(liu)(liu)部(bu)位(wei),或者植入到(dao)(dao)人體的腫瘤(liu)(liu)組(zu)織(zhi)內(nei)進行治療。特別是對子(zi)宮(gong)癌(ai)(ai)、口(kou)腔(qiang)癌(ai)(ai)、直(zhi)腸癌(ai)(ai)、食(shi)道(dao)癌(ai)(ai)、胃癌(ai)(ai)、鼻(bi)腔(qiang)癌(ai)(ai)等,锎-252中子(zi)治療都有相當(dang)好的療效。
我(wo)國生產和應用锎(kai)(kai)-252中子源始于20世紀90年代(dai)。1992年中國已建立(li)了锎(kai)(kai)-252中子源生產線。由俄羅斯提供锎(kai)(kai)-252原料和工藝(yi)設備(bei),在(zai)中國生產锎(kai)(kai)-252中子源。
中(zhong)國已有(you)公司從事锎-252中(zhong)子(zi)治療儀的(de)開發,于1999年起,經過幾(ji)年的(de)臨床應用,顯(xian)示(shi)出(chu)非(fei)常好的(de)療效。
锎是(shi)(shi)(shi)一(yi)種(zhong)人造元(yuan)素(su),其同位素(su)锎-252被用于(yu)近距離治療(liao)(liao)。這(zhe)種(zhong)同位素(su)首(shou)次(ci)發現于(yu)氫彈(dan)爆炸后的塵埃,是(shi)(shi)(shi)能夠(gou)產生豐富中子的唯一(yi)核素(su)。1968年醫用锎源(yuan)(yuan)被用來治療(liao)(liao)首(shou)例病(bing)(bing)人,中子近距離治療(liao)(liao)法(fa)由此(ci)誕生。中子治癌是(shi)(shi)(shi)最先(xian)進(jin)的癌癥治療(liao)(liao)方法(fa)之一(yi),治療(liao)(liao)效(xiao)果優于(yu)當(dang)前被廣(guang)泛使用的放療(liao)(liao)。它無須讓(rang)病(bing)(bing)人全身接受(shou)放射(she)性射(she)線,而是(shi)(shi)(shi)利用特(te)制的施源(yuan)(yuan)器將中子源(yuan)(yuan)送入人體或腫瘤內進(jin)行腔內、管內或組(zu)織(zhi)間照(zhao)射(she),放射(she)反應輕且能夠(gou)徹(che)底殺死癌細(xi)胞。
锎(kai)(kai)累積在(zai)骨骼(ge)組織里的锎(kai)(kai)會釋放(fang)輻射(she),破壞身體制造(zao)紅血球的能(neng)力。由于放(fang)射(she)性極強,在(zai)環境中的存量極低,所(suo)以锎(kai)(kai)在(zai)生物體中沒有任何自然的用途。
在(zai)進(jin)食(shi)(shi)受锎(kai)污染(ran)的(de)食(shi)(shi)物或(huo)飲(yin)料,或(huo)吸入含有(you)锎(kai)的(de)懸(xuan)浮顆粒之(zhi)后(hou),锎(kai)就(jiu)會(hui)進(jin)入體內。在(zai)身(shen)體里(li),只有(you)0.05%的(de)锎(kai)會(hui)進(jin)入血(xue)液里(li),其中的(de)65%會(hui)積累(lei)在(zai)骨骼(ge)中,肝臟(zang)25%,其余的(de)主要通過排尿(niao)排出身(shen)體。骨骼(ge)和肝臟(zang)中積累(lei)的(de)锎(kai)分別會(hui)在(zai)50年和20年后(hou)消失。锎(kai)會(hui)首先附(fu)在(zai)骨骼(ge)的(de)表面,之(zhi)后(hou)會(hui)慢慢蔓延到骨骼(ge)的(de)各(ge)個(ge)部(bu)分。
一(yi)旦進(jin)入體內,锎(kai)會造成很大(da)的損害。另(ling)外,锎(kai)-249和(he)锎(kai)-251能釋放(fang)伽馬(ma)射線(xian),對外表組織造成傷害。锎(kai)所釋放(fang)的電離輻射在骨(gu)骼和(he)肝臟(zang)中可(ke)致癌(ai)。