锎(kai)(臺(tai)灣(wan)、香港、澳門稱鉲)是(shi)一(yi)種人工合成的放射性化學(xue)元(yuan)(yuan)素,它的化學(xue)符號是(shi)Cf,它的原子序數(shu)是(shi)98,屬于錒系元(yuan)(yuan)素之(zhi)一(yi)。
1950年2月9日(ri)前后(hou),物理學家Stanley G. Thompson、Kenneth Street, Jr.、阿(a)伯(bo)特·吉(ji)奧索及格(ge)倫·西(xi)(xi)奧多·西(xi)(xi)博格(ge)在伯(bo)克利加州(zhou)大學首次發(fa)現(xian)了锎(kai)元素。锎(kai)是(shi)第六個被發(fa)現(xian)的超鈾元素。研究小組在1950年3月17日(ri)發(fa)布了該項發(fa)現(xian)。锎(kai)的拼音名稱(cheng)是(shi)以美(mei)國的加利福(fu)尼(ni)亞州(zhou)命(ming)名。該地是(shi)加利福(fu)尼(ni)亞大學柏克萊分校的所在州(zhou)份
美國(guo)加(jia)州伯克利的1.5米直徑回旋(xuan)加(jia)速器將α粒子(zi)(42He)加(jia)速至35 MeV能量,射向一(yi)微克大小的鋦(ju)-242目標,以此產生(sheng)了锎-245(245Cf)和一(yi)顆(ke)自由中(zhong)子(zi)(n)。
此(ci)次實驗只產(chan)生了大約5千顆(ke)锎原子,半衰(shuai)期為44分鐘。
該新元(yuan)素(su)以(yi)加(jia)州(zhou)和(he)加(jia)州(zhou)大學命(ming)(ming)名(ming)。這(zhe)和(he)95至(zhi)97號元(yuan)素(su)的(de)命(ming)(ming)名(ming)方式(shi)有所不同。第95至(zhi)97號元(yuan)素(su)是(shi)利用類似(si)于(yu)對(dui)上(shang)的(de)元(yuan)素(su)之命(ming)(ming)名(ming)方式(shi)而命(ming)(ming)名(ming)的(de)。但(dan)是(shi),98號元(yuan)素(su)以(yi)上(shang)的(de)鏑(di)(Dysprosium)的(de)意思是(shi)“難取(qu)得”,所以(yi)研究人員(yuan)決定(ding)打(da)破此前的(de)非正式(shi)命(ming)(ming)名(ming)常規。
愛達荷國(guo)家實(shi)驗(yan)室通(tong)過對(dui)(dui)钚目標體(ti)進(jin)行輻射,首次(ci)產(chan)生了(le)重量可(ke)觀的(de)锎(kai)(kai)元(yuan)素(su),并于1954年(nian)發布(bu)了(le)研究結果。產(chan)生的(de)樣(yang)本中能夠觀察到(dao)锎(kai)(kai)-252的(de)高自發裂變率。1958年(nian),科(ke)學(xue)家首次(ci)對(dui)(dui)濃(nong)縮锎(kai)(kai)進(jin)行了(le)實(shi)驗(yan)。在對(dui)(dui)钚-239進(jin)行中子輻射連續5年(nian)之后,科(ke)學(xue)家在樣(yang)本中發現了(le)從锎(kai)(kai)-249到(dao)锎(kai)(kai)-252的(de)各個(ge)同位素(su)。兩(liang)年(nian)后的(de)1960年(nian),勞倫(lun)斯伯克利(li)國(guo)家實(shi)驗(yan)室的(de)Burris Cunningham和James Wallman把锎(kai)(kai)置于蒸汽與鹽酸中,第一次(ci)制成了(le)锎(kai)(kai)的(de)化合(he)物——三氯(lv)化锎(kai)(kai)、氯(lv)氧(yang)化锎(kai)(kai)及氧(yang)化锎(kai)(kai)。
1960年(nian)代,位(wei)于美(mei)國田納西州橡樹嶺(ling)的橡樹嶺(ling)國家實驗室利用其(qi)高通率同(tong)位(wei)素反應爐(HFIR)產(chan)(chan)生了少量的锎。到(dao)1995年(nian)為止,HFIR的實際锎年(nian)產(chan)(chan)量為500毫克。在《英美(mei)共同(tong)防(fang)御協約(yue)》下英國向美(mei)國提供的钚(bu)元素曾用于制造(zao)锎。
美(mei)國原子能協會在1970年代初起向工業及學術機構(gou)銷售锎(kai)-252同位素,每微(wei)克(ke)價格為10美(mei)元,從(cong)1970至1990年每年一(yi)共售出(chu)150微(wei)克(ke)锎(kai)-252。Haire和Baybarz于1974年用鑭金屬還(huan)原了氧化锎(kai)(III),首(shou)次制成數微(wei)克(ke)重、厚(hou)度(du)小于1微(wei)米(mi)的锎(kai)金屬薄片。
地球上有著極少量的(de)锎(kai)(kai),主要出現在(zai)含鈾(you)量很高(gao)(gao)的(de)鈾(you)礦中(zhong)。鈾(you)在(zai)捕獲中(zhong)子之后(hou)進(jin)行(xing)β衰變,從而(er)形成锎(kai)(kai)。在(zai)使(shi)用(yong)锎(kai)(kai)進(jin)行(xing)探礦或醫學治(zhi)療的(de)設施附(fu)近(jin)也可以(yi)發現锎(kai)(kai)。锎(kai)(kai)不易溶于(yu)水,但會黏附(fu)在(zai)泥(ni)土(tu)上,所(suo)以(yi)泥(ni)土(tu)中(zhong)锎(kai)(kai)的(de)濃(nong)度可以(yi)比泥(ni)土(tu)粒子周圍的(de)水高(gao)(gao)出500倍(bei)。
1980年之前大氣層核(he)試驗的(de)輻射(she)落(luo)(luo)塵散落(luo)(luo)在環境中,其中含(han)有(you)少量(liang)的(de)锎。從(cong)空(kong)氣中采得(de)的(de)核(he)爆(bao)輻射(she)落(luo)(luo)塵中曾被發現(xian)含(han)有(you)質量(liang)數為249、252、253和254的(de)锎同位素。
科(ke)學家(jia)曾認為(wei)(wei)超(chao)新星(xing)會產生锎(kai),因為(wei)(wei)超(chao)新星(xing)物質(zhi)的(de)(de)衰(shuai)變符合Cf的(de)(de)60天半衰(shuai)期。不過,之后的(de)(de)研究(jiu)未能探測(ce)到锎(kai)譜線,人們也(ye)一般認為(wei)(wei)超(chao)新星(xing)的(de)(de)光變曲線是符合鎳-56的(de)(de)特征的(de)(de)。
同(tong)(tong)位素(su):同(tong)(tong)位素(su)有(you)245Cf到254Cf。最穩定(ding)的同(tong)(tong)位素(su)是251Cf,半衰期(qi)是900年。
性質:熔點(dian)900℃。金屬锎(kai)十(shi)分容易(yi)揮(hui)發,在1100~1200℃范圍中(zhong)能(neng)蒸(zheng)餾出來。化(hua)學性質活潑,與其他(ta)+3價錒系元素相似(si)。有水溶(rong)性的(de)硝酸鹽(yan)、硫酸鹽(yan)、氯(lv)化(hua)物和(he)過氯(lv)酸鹽(yan);它(ta)的(de)氟化(hua)物、草(cao)酸鹽(yan)、氫氧化(hua)物在水溶(rong)液中(zhong)沉淀。利用耙子同(tong)位(wei)素和(he)轟擊粒(li)子的(de)種(zhong)種(zhong)組合,已發現了(le)幾(ji)種(zhong)锎(kai)的(de)同(tong)位(wei)素:246Cf、249Cf、251Cf、252Cf、254Cf等。251Cf半衰(shuai)(shuai)(shuai)期(qi)為900年(nian);249Cf半衰(shuai)(shuai)(shuai)期(qi)為360年(nian);252Cf半衰(shuai)(shuai)(shuai)期(qi)為2.64年(nian);254Cf半衰(shuai)(shuai)(shuai)期(qi)為64天。
由氦同位素轟擊鋦可得到微量的锎。锎的同位素有(you)從237Cf到256Cf。
雖然(ran)锎-251是(shi)最穩定的(de)同位素,但是(shi)最有商業(ye)價值的(de)卻是(shi)锎-252。锎-252大部分都(dou)是(shi)用來(lai)檢測(ce)飛(fei)機行李內是(shi)否有爆裂物存(cun)在。
锎是(shi)一種(zhong)銀白色的(de)(de)錒系金(jin)屬,熔點為900°C,估計的(de)(de)沸點為1470°C。處于(yu)純金(jin)屬態時(shi)(shi)(shi),锎是(shi)具(ju)(ju)延展性(xing)的(de)(de),可以用刀(dao)片輕易(yi)切開。在(zai)真空(kong)狀態下(xia)的(de)(de)锎金(jin)屬到了300°C以上(shang)時(shi)(shi)(shi)便會(hui)氣化。在(zai)51K(20°C)以下(xia)的(de)(de)锎金(jin)屬具(ju)(ju)鐵磁(ci)(ci)性(xing)或亞鐵磁(ci)(ci)性(xing),在(zai)48至(zhi)66K時(shi)(shi)(shi)具(ju)(ju)反鐵磁(ci)(ci)性(xing),而(er)在(zai)160K(10°C)以上(shang)時(shi)(shi)(shi)具(ju)(ju)順磁(ci)(ci)性(xing)。它與鑭系元素能夠形成合金(jin),但人們對其所知甚(shen)少。
在(zai)一(yi)個(ge)大(da)氣壓(ya)力(li)下,锎(kai)有兩種(zhong)晶(jing)(jing)體結(jie)構(gou):在(zai)900°C以下為(wei)(wei)雙層六方密(mi)排結(jie)構(gou)(稱(cheng)α型(xing)),此(ci)時密(mi)度(du)為(wei)(wei)15.1g/cm3;而另一(yi)種(zhong)面心(xin)立方結(jie)構(gou)(β型(xing))則在(zai)900°C以上出現,密(mi)度(du)為(wei)(wei)8.74g/cm3。在(zai)48GPa的壓(ya)力(li)下,锎(kai)的晶(jing)(jing)體結(jie)構(gou)會(hui)由(you)β型(xing)轉變為(wei)(wei)第三(san)種(zhong)正交晶(jing)(jing)系結(jie)構(gou)。這是由(you)于(yu)锎(kai)原子(zi)中的5f電(dian)子(zi)在(zai)此(ci)壓(ya)力(li)下會(hui)變成離域電(dian)子(zi),這些自由(you)電(dian)子(zi)夠參與鍵結(jie)的形成。
物質的(de)體積模量(liang)指(zhi)的(de)是該物質抗衡均勻壓力的(de)強度。锎的(de)體積模量(liang)為50±5GPa,這與三價的(de)鑭系金屬(shu)相(xiang)似,但比一些常見的(de)金屬(shu)低(di)。
參數
電子構型:1s2 2s2p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d105f10 6s26p67s2
同位素及放射線: Cf-245 [44m] ;Cf-246 [1.5d] ;Cf-247 [3.1h] ;Cf-248 [334d] ;Cf-249 [351y]; Cf-250[13y] ;Cf-251 (放 α[900y]); Cf-252 [2.6y] ;Cf-253 [17.8d] ;Cf-254 [60.5d]
外圍電子層排布: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°
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
可以(yi)是(shi)+4、+3或(huo)+2,也(ye)就是(shi)說(shuo)一個(ge)锎(kai)原子能(neng)夠形成2至4個(ge)化學(xue)鍵。其化學(xue)屬(shu)性(xing)預計將會類似于別的(de)三價錒系元素,以(yi)及在元素周期表中(zhong)(zhong)位于锎(kai)以(yi)上的(de)鏑。锎(kai)在室溫下會在空氣(qi)中(zhong)(zhong)緩慢地失(shi)去光澤,速(su)度隨著濕度的(de)提高(gao)而加(jia)快。锎(kai)可以(yi)和氫、氮和任何氧(yang)族(zu)元素加(jia)熱進行反應(ying),其中(zhong)(zhong)與(yu)不含濕氣(qi)的(de)氫或(huo)與(yu)水溶(rong)無機酸反應(ying)的(de)速(su)度極快。
锎離子
處(chu)于锎(III)正(zheng)離(li)子狀態。科學家未能(neng)還原或氧化(hua)(hua)溶液(ye)中的(de)+3離(li)子。锎能(neng)夠形(xing)成能(neng)溶于水(shui)的(de)氯化(hua)(hua)物、硝酸鹽(yan)、高(gao)氯酸鹽(yan)及硫酸鹽(yan),沉淀后形(xing)成氟化(hua)(hua)物、草酸鹽(yan)或氫(qing)氧化(hua)(hua)物。
同位素
已知的锎(kai)(kai)同(tong)(tong)位素(su)共(gong)有20個,有246Cf、249Cf、251Cf、252Cf、254Cf等(deng),都是放射性同(tong)(tong)位素(su)。其中最穩定的有锎(kai)(kai)-251(半(ban)衰(shuai)(shuai)期為(wei)900年(nian)(nian)(nian))、锎(kai)(kai)-249(360年(nian)(nian)(nian))、锎(kai)(kai)-250(13.08年(nian)(nian)(nian))及锎(kai)(kai)-252(2.645年(nian)(nian)(nian))。其余的同(tong)(tong)位素(su)半(ban)衰(shuai)(shuai)期都在(zai)一年(nian)(nian)(nian)以(yi)下(xia),如锎(kai)(kai)-254半(ban)衰(shuai)(shuai)期為(wei)64天,大部分(fen)甚至少于20分(fen)鐘。锎(kai)(kai)同(tong)(tong)位素(su)的質量數從237到256不等(deng)。
锎-249是在锫-249進(jin)(jin)行β衰(shuai)變后(hou)形(xing)成的(de)(de)(de)。大部分其他(ta)(ta)的(de)(de)(de)锎同(tong)位(wei)素是在核反應爐中(zhong)對锫進(jin)(jin)行強烈的(de)(de)(de)中(zhong)子(zi)輻射后(hou)產生(sheng)的(de)(de)(de)。雖然(ran)锎-251的(de)(de)(de)半衰(shuai)期(qi)最長,但是由于容(rong)易吸收(shou)中(zhong)子(zi)(高中(zhong)子(zi)捕獲率)以及會與其他(ta)(ta)粒子(zi)產生(sheng)反應(高中(zhong)子(zi)截面),所以其產量只有(you)10%。
锎-252是個強中(zhong)子(zi)(zi)射(she)源,因此其放射(she)性極高,非常(chang)危(wei)險。锎-252有96.9%的(de)(de)概(gai)率進行(xing)α衰變(損失(shi)兩(liang)顆質子(zi)(zi)和兩(liang)顆中(zhong)子(zi)(zi)),并(bing)形成鋦-248,剩(sheng)余的(de)(de)3.1%概(gai)率進行(xing)自發裂變。一微克锎-252每(mei)秒釋放230萬顆中(zhong)子(zi)(zi),平均每(mei)次自發裂變釋放3.7顆中(zhong)子(zi)(zi)。其他大部分的(de)(de)锎同位素都以(yi)α衰變形成鋦的(de)(de)同位素(原子(zi)(zi)序為96)。
用氦離子轟擊(ji)鋦而得。
锎(kai)可(ke)以在核反應爐和粒子加速(su)器中產生。锫-249(249Bk)受(shou)(shou)中子撞擊(中子捕(bu)獲(n,γ))后立即進行β衰變(β),便(bian)會形成锎(kai)-250(250Cf):锎(kai)-250在受(shou)(shou)中子撞擊后會產生锎(kai)-251和锎(kai)-252。
對镅、鋦(ju)和(he)钚元素進(jin)行(xing)中(zhong)子(zi)(zi)輻射可以制成數(shu)毫克(ke)的(de)(de)锎-252和(he)數(shu)微克(ke)的(de)(de)锎-249。直(zhi)到2006年,科學家(jia)利用(yong)特殊(shu)的(de)(de)反應爐(lu)對鋦(ju)-244至248進(jin)行(xing)中(zhong)子(zi)(zi)輻射,主要產生出(chu)锎-252,另有較少的(de)(de)锎-249至255。
經過美國(guo)(guo)核能管(guan)理委員會可(ke)以購得(de)微克量的锎-252作商(shang)業用(yong)途。世界上僅有兩(liang)(liang)處生(sheng)產(chan)锎的設施:位于美國(guo)(guo)的橡樹嶺國(guo)(guo)家實驗室以及位于俄羅斯的核反應器(qi)研究所。到2003年(nian)為止,兩(liang)(liang)座設施分別(bie)每年(nian)生(sheng)產(chan)0.25克和0.025克的锎-252。
設(she)施還生(sheng)產三個半衰期頗長的锎同(tong)位(wei)(wei)素(su),這(zhe)需要鈾-238捕獲中子15次,期間不進行核(he)裂變或α衰變。從鈾-238開(kai)始的核(he)反應鏈經過(guo)幾個钚同(tong)位(wei)(wei)素(su)、镅同(tong)位(wei)(wei)素(su)、鋦同(tong)位(wei)(wei)素(su)、锫同(tong)位(wei)(wei)素(su)以(yi)及(ji)锎-249至253。
中子源
可用作高通量的中子源。
能夠利用的锎(kai)的數量(liang)非常(chang)少,使其應用受(shou)到(dao)了限制,可是,它(ta)作為裂解碎片源,被(bei)用于核研究。
該元素是(shi)世界上(shang)最昂貴(gui)的元素,1克價值2700萬(wan)美元,是(shi)金子的65萬(wan)倍。
可(ke)用作(zuo)高(gao)通量的(de)(de)中(zhong)子(zi)源(yuan)(yuan)。在核醫學領域可(ke)用來治(zhi)療(liao)惡(e)性腫(zhong)瘤。由于锎-252中(zhong)子(zi)源(yuan)(yuan)可(ke)以做(zuo)得很(hen)小(xiao)很(hen)細,這是其他中(zhong)子(zi)源(yuan)(yuan)所做(zuo)不到的(de)(de),所以把中(zhong)子(zi)源(yuan)(yuan)經(jing)過軟(ruan)管送(song)到人(ren)體(ti)(ti)腔(qiang)內(nei)器(qi)官腫(zhong)瘤部位,或者植入到人(ren)體(ti)(ti)的(de)(de)腫(zhong)瘤組(zu)織內(nei)進行治(zhi)療(liao)。特別(bie)是對子(zi)宮癌(ai)(ai)、口腔(qiang)癌(ai)(ai)、直(zhi)腸癌(ai)(ai)、食道癌(ai)(ai)、胃癌(ai)(ai)、鼻腔(qiang)癌(ai)(ai)等,锎-252中(zhong)子(zi)治(zhi)療(liao)都有相當好的(de)(de)療(liao)效。
應用發展
中(zhong)(zhong)國生產(chan)和應用(yong)锎(kai)-252中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)源(yuan)(yuan)始(shi)于(yu)(yu)(yu)20世紀90年代。锎(kai)是(shi)一種(zhong)人(ren)造元素,其同位素锎(kai)-252被(bei)用(yong)于(yu)(yu)(yu)近(jin)距(ju)離(li)治療(liao)。這種(zhong)同位素首次發現于(yu)(yu)(yu)氫彈爆炸后(hou)的(de)塵埃,是(shi)能(neng)夠(gou)產(chan)生豐富(fu)中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)的(de)唯一核素。1968年醫用(yong)锎(kai)源(yuan)(yuan)被(bei)用(yong)來治療(liao)首例病人(ren),中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)近(jin)距(ju)離(li)治療(liao)法(fa)由此誕(dan)生。中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)治癌(ai)是(shi)最(zui)先進(jin)的(de)癌(ai)癥治療(liao)方法(fa)之(zhi)一,治療(liao)效(xiao)果優于(yu)(yu)(yu)當前被(bei)廣(guang)泛使用(yong)的(de)放(fang)療(liao)。它(ta)無須讓病人(ren)全(quan)身接受放(fang)射性射線,而是(shi)利用(yong)特(te)制的(de)施源(yuan)(yuan)器(qi)將中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)源(yuan)(yuan)送入人(ren)體或(huo)腫瘤內進(jin)行腔內、管內或(huo)組織(zhi)間照射,放(fang)射反(fan)應輕且能(neng)夠(gou)徹底殺(sha)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(liao)系(xi)統,是一種放射治療(liao),融核物理學、放射生物學、自(zi)動控(kong)制、計算機(ji)等(deng)多門學科為(wei)一體(ti)的先進醫療(liao)設備、以治療(liao)人體(ti)腔(qiang)道或管道內腫瘤(liu)為(wei)主的大(da)型現代化高(gao)科技放射治療(liao)設備。具有世(shi)界(jie)領先水平,中子(zi)刀填補了中國乃至(zhi)世(shi)界(jie)治癌領域的一項空白。
橡樹嶺國(guo)家實(shi)驗室建造的50噸重(zhong)運輸桶,可用于運載(zai)最(zui)多1克的Cf。運輸此類高(gao)放射性(xing)物質必(bi)須(xu)用到重(zhong)型容器,以避(bi)免可能(neng)的意外。
锎(kai)(kai)-252作(zuo)為一種(zhong)強中(zhong)(zhong)子(zi)射源,有著(zhu)幾個應用(yong)(yong)的(de)(de)(de)范疇(chou)。每微克的(de)(de)(de)锎(kai)(kai)每分(fen)鐘(zhong)能夠產(chan)(chan)生1.39億顆中(zhong)(zhong)子(zi)。因此锎(kai)(kai)可以被用(yong)(yong)作(zuo)核反應爐(lu)的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)子(zi)啟動源或在(zai)(zai)中(zhong)(zhong)子(zi)活化分(fen)析(xi)中(zhong)(zhong)作(zuo)為(非(fei)來自反應爐(lu)的(de)(de)(de))中(zhong)(zhong)子(zi)源。在(zai)(zai)放射治療(liao)無效時(shi),子(zi)宮頸癌和(he)腦癌的(de)(de)(de)治療(liao)用(yong)(yong)到了锎(kai)(kai)所(suo)產(chan)(chan)生的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)子(zi)。自從1969年薩瓦那河(he)發(fa)電(dian)廠向佐治亞(ya)理工學(xue)院借(jie)出(chu)锎(kai)(kai)-252之(zhi)后,锎(kai)(kai)一直被用(yong)(yong)于教育范疇(chou)上(shang)(shang)。在(zai)(zai)煤炭、水(shui)泥產(chan)(chan)業中(zhong)(zhong),锎(kai)(kai)也被應用(yong)(yong)在(zai)(zai)煤元素(su)分(fen)析(xi)和(he)粒狀物(wu)質分(fen)析(xi)機上(shang)(shang)。
由(you)于中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)能夠(gou)穿透物質,所以(yi)锎(kai)(kai)也可以(yi)被(bei)用(yong)(yong)(yong)在探(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)器中(zhong)(zhong),如燃料(liao)棒掃(sao)(sao)描儀,使(shi)用(yong)(yong)(yong)中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)射(she)線照相術來探(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)飛(fei)機和武器部件的(de)(de)(de)腐蝕、問題焊接點、破裂及內部濕(shi)氣,以(yi)及便攜式金屬探(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)器等。中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)濕(shi)度計利(li)用(yong)(yong)(yong)锎(kai)(kai)-252來尋找油井(jing)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)水(shui)和石油,為(wei)金銀礦的(de)(de)(de)實(shi)地探(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)提供中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)源(yuan),以(yi)及探(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)地下(xia)水(shui)的(de)(de)(de)流動(dong)。1982年锎(kai)(kai)-252的(de)(de)(de)主要(yao)用(yong)(yong)(yong)途按用(yong)(yong)(yong)量比例分(fen)別為(wei):反應爐啟(qi)動(dong)源(yuan)(48.3%)、燃料(liao)棒掃(sao)(sao)描儀(25.3%)及活化分(fen)析(xi)(19.4%)。到了(le)1994年,大部分(fen)的(de)(de)(de)锎(kai)(kai)-252都(dou)用(yong)(yong)(yong)于中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)射(she)線照相(77.4%),而燃料(liao)棒掃(sao)(sao)描儀(12.1%)和反應爐啟(qi)動(dong)源(yuan)(6.9%)則成了(le)次(ci)要(yao)的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)范圍。
锎(kai)-251的臨(lin)界(jie)質(zhi)(zhi)量很(hen)低(約為5kg)。人(ren)們曾夸大其低臨(lin)界(jie)質(zhi)(zhi)量的可能用途(tu)。
2006年(nian)10月,位(wei)于俄羅斯杜布納聯合(he)核研究(jiu)所(suo)的研究(jiu)人員宣布成功合(he)成3顆Uuo(118號元素)原子(zi)(zi)。他(ta)們利用鈣-48撞(zhuang)(zhuang)擊锎(kai)(kai)-249,產生了這個目(mu)前最重的元素。該次(ci)實驗(yan)的目(mu)標體是一片(pian)面(mian)積為32cm、含有(you)10mg锎(kai)(kai)-249的鈦薄片(pian)。其他(ta)用到锎(kai)(kai)來(lai)合(he)成的超鈾(you)元素還包(bao)括1961年(nian)以硼原子(zi)(zi)核撞(zhuang)(zhuang)擊锎(kai)(kai)所(suo)形成的鐒元素。
锎在(zai)核醫學(xue)領域可(ke)用來治療(liao)惡性腫(zhong)瘤(liu)。由于(yu)锎-252中(zhong)(zhong)子源可(ke)以(yi)做得很小很細,這是(shi)其它中(zhong)(zhong)子源所做不到(dao)的,所以(yi)把中(zhong)(zhong)子源經(jing)過軟(ruan)管送到(dao)人體腔內器官腫(zhong)瘤(liu)部位,或(huo)者植入到(dao)人體的腫(zhong)瘤(liu)組(zu)織內進行(xing)治療(liao)。特別是(shi)對子宮癌(ai)(ai)(ai)、口腔癌(ai)(ai)(ai)、直腸癌(ai)(ai)(ai)、食道癌(ai)(ai)(ai)、胃癌(ai)(ai)(ai)、鼻(bi)腔癌(ai)(ai)(ai)等,锎-252中(zhong)(zhong)子治療(liao)都有相(xiang)當好的療(liao)效。
我國(guo)生產(chan)和應用锎-252中(zhong)(zhong)子(zi)源始于20世紀90年(nian)代。1992年(nian)中(zhong)(zhong)國(guo)已(yi)建(jian)立了(le)锎-252中(zhong)(zhong)子(zi)源生產(chan)線。由(you)俄羅斯提(ti)供锎-252原料和工藝設備(bei),在中(zhong)(zhong)國(guo)生產(chan)锎-252中(zhong)(zhong)子(zi)源。
中(zhong)國已有(you)公司(si)從事锎-252中(zhong)子(zi)治(zhi)療儀的(de)開發,于1999年起,經過(guo)幾(ji)年的(de)臨床(chuang)應用,顯示(shi)出非常好(hao)的(de)療效(xiao)。
锎(kai)(kai)是一(yi)種(zhong)人(ren)造元素,其同(tong)位素锎(kai)(kai)-252被(bei)用(yong)于近(jin)距(ju)離治(zhi)(zhi)療(liao)(liao)。這種(zhong)同(tong)位素首(shou)(shou)次發現于氫(qing)彈爆炸后的塵埃,是能(neng)夠產生(sheng)豐富中子的唯一(yi)核素。1968年(nian)醫用(yong)锎(kai)(kai)源(yuan)被(bei)用(yong)來治(zhi)(zhi)療(liao)(liao)首(shou)(shou)例病人(ren),中子近(jin)距(ju)離治(zhi)(zhi)療(liao)(liao)法由此誕(dan)生(sheng)。中子治(zhi)(zhi)癌是最先進的癌癥治(zhi)(zhi)療(liao)(liao)方法之一(yi),治(zhi)(zhi)療(liao)(liao)效果(guo)優于當前被(bei)廣(guang)泛使用(yong)的放(fang)療(liao)(liao)。它無須讓病人(ren)全身(shen)接受(shou)放(fang)射性(xing)射線,而是利用(yong)特制的施源(yuan)器將(jiang)中子源(yuan)送入(ru)人(ren)體或(huo)腫瘤內進行腔內、管內或(huo)組織間照射,放(fang)射反應輕且能(neng)夠徹底殺(sha)死癌細(xi)胞(bao)。
锎累積在(zai)(zai)骨(gu)骼組織里(li)的(de)锎會(hui)釋放輻射(she),破壞身體制造(zao)紅血(xue)球的(de)能(neng)力。由(you)于放射(she)性極(ji)強,在(zai)(zai)環境中的(de)存(cun)量極(ji)低,所(suo)以锎在(zai)(zai)生物體中沒有任何自然的(de)用途。
在(zai)進(jin)(jin)食受(shou)锎污染的(de)(de)食物或飲料,或吸入(ru)(ru)含有锎的(de)(de)懸(xuan)浮顆粒之(zhi)后,锎就會進(jin)(jin)入(ru)(ru)體內。在(zai)身(shen)體里,只有0.05%的(de)(de)锎會進(jin)(jin)入(ru)(ru)血液里,其(qi)中(zhong)的(de)(de)65%會積(ji)累在(zai)骨骼(ge)中(zhong),肝臟(zang)25%,其(qi)余(yu)的(de)(de)主要通(tong)過排尿排出身(shen)體。骨骼(ge)和肝臟(zang)中(zhong)積(ji)累的(de)(de)锎分別會在(zai)50年和20年后消失。锎會首先附在(zai)骨骼(ge)的(de)(de)表面(mian),之(zhi)后會慢慢蔓延到骨骼(ge)的(de)(de)各個部分。
一旦進入體內,锎(kai)會造成很大的(de)損(sun)害。另外,锎(kai)-249和(he)(he)锎(kai)-251能釋放伽馬(ma)射線,對外表(biao)組織造成傷害。锎(kai)所釋放的(de)電離輻射在骨骼和(he)(he)肝臟中(zhong)可致癌。