锎(臺灣、香港(gang)、澳門(men)稱(cheng)鉲(ka))是(shi)(shi)一(yi)種人工合成的(de)放射性化學元素(su),它(ta)的(de)化學符號是(shi)(shi)Cf,它(ta)的(de)原子序(xu)數是(shi)(shi)98,屬(shu)于(yu)錒系元素(su)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(ji)格(ge)倫·西(xi)奧(ao)多·西(xi)博(bo)格(ge)在(zai)伯(bo)克利加州(zhou)(zhou)大(da)學(xue)首次發(fa)現了(le)(le)锎(kai)元(yuan)素。锎(kai)是第(di)六(liu)個被發(fa)現的(de)超鈾(you)元(yuan)素。研究小組在(zai)1950年3月17日發(fa)布了(le)(le)該項發(fa)現。锎(kai)的(de)拼音名稱是以(yi)美國(guo)的(de)加利福尼亞(ya)州(zhou)(zhou)命名。該地是加利福尼亞(ya)大(da)學(xue)柏(bo)克萊分(fen)校的(de)所在(zai)州(zhou)(zhou)份
美國加(jia)州(zhou)伯克(ke)(ke)利的1.5米直(zhi)徑回旋加(jia)速器(qi)將α粒子(42He)加(jia)速至(zhi)35 MeV能量,射向一微克(ke)(ke)大小的鋦-242目標,以此產(chan)生了(le)锎-245(24598Cf)和(he)一顆自由(you)中子(n)。
此次實(shi)驗只產生了大(da)約5千顆锎原子,半衰期為44分鐘(zhong)。
該新元素以加州和加州大學命(ming)(ming)名(ming)。這和95至97號元素的(de)(de)(de)(de)命(ming)(ming)名(ming)方式有所不同。第95至97號元素是利(li)用類(lei)似于對上(shang)的(de)(de)(de)(de)元素之(zhi)命(ming)(ming)名(ming)方式而(er)命(ming)(ming)名(ming)的(de)(de)(de)(de)。但(dan)是,98號元素以上(shang)的(de)(de)(de)(de)鏑(Dysprosium)的(de)(de)(de)(de)意(yi)思(si)是“難(nan)取得”,所以研究人(ren)員(yuan)決定打破此前的(de)(de)(de)(de)非正式命(ming)(ming)名(ming)常規(gui)。
愛達荷國家實(shi)驗室通過對(dui)(dui)钚目標(biao)體進(jin)行輻(fu)射(she),首(shou)次產生(sheng)了(le)(le)重(zhong)量可觀的锎元(yuan)素,并于1954年(nian)發(fa)(fa)布(bu)了(le)(le)研究結果。產生(sheng)的樣本中(zhong)能夠(gou)觀察(cha)到(dao)锎-252的高自發(fa)(fa)裂變率。1958年(nian),科(ke)學(xue)(xue)家首(shou)次對(dui)(dui)濃縮(suo)锎進(jin)行了(le)(le)實(shi)驗。在對(dui)(dui)钚-239進(jin)行中(zhong)子輻(fu)射(she)連續5年(nian)之后(hou)(hou),科(ke)學(xue)(xue)家在樣本中(zhong)發(fa)(fa)現了(le)(le)從(cong)锎-249到(dao)锎-252的各個同位素。兩年(nian)后(hou)(hou)的1960年(nian),勞倫斯伯克利國家實(shi)驗室的Burris Cunningham和(he)James Wallman把锎置于蒸汽與鹽酸中(zhong),第一次制成(cheng)了(le)(le)锎的化(hua)合物——三(san)氯(lv)化(hua)锎、氯(lv)氧(yang)化(hua)锎及氧(yang)化(hua)锎。
1960年代,位(wei)于(yu)美(mei)國(guo)(guo)(guo)田納西州橡樹(shu)嶺的橡樹(shu)嶺國(guo)(guo)(guo)家(jia)實驗室利用其高通率同位(wei)素(su)反應爐(HFIR)產生了少(shao)量的锎(kai)。到1995年為止,HFIR的實際锎(kai)年產量為500毫克。在《英美(mei)共同防御協(xie)約》下英國(guo)(guo)(guo)向(xiang)美(mei)國(guo)(guo)(guo)提供的钚元素(su)曾(ceng)用于(yu)制造锎(kai)。
美國(guo)原子(zi)能協會在1970年代初起向工(gong)業及學術機構銷售锎(kai)(kai)-252同位素,每微(wei)克價(jia)格(ge)為10美元,從1970至1990年每年一共(gong)售出(chu)150微(wei)克锎(kai)(kai)-252。Haire和Baybarz于1974年用鑭金(jin)屬還(huan)原了氧(yang)化锎(kai)(kai)(III),首次(ci)制成(cheng)數微(wei)克重、厚(hou)度小于1微(wei)米(mi)的(de)锎(kai)(kai)金(jin)屬薄(bo)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。在使用锎進行探(tan)礦或醫學治(zhi)療的設(she)施附近也可(ke)以(yi)(yi)(yi)發現锎。锎不易溶(rong)于水,但會黏附在泥土(tu)上,所以(yi)(yi)(yi)泥土(tu)中锎的濃度(du)可(ke)以(yi)(yi)(yi)比泥土(tu)粒子周圍(wei)的水高(gao)出500倍(bei)。
1980年(nian)之前大氣層核試(shi)驗的(de)輻(fu)射落(luo)塵散(san)落(luo)在環境中(zhong),其中(zhong)含有少量(liang)的(de)锎(kai)。從空氣中(zhong)采得的(de)核爆輻(fu)射落(luo)塵中(zhong)曾被發現含有質(zhi)量(liang)數為249、252、253和(he)254的(de)锎(kai)同位素。
科(ke)學(xue)家曾認(ren)為超(chao)(chao)新星(xing)會(hui)產生锎(kai),因為超(chao)(chao)新星(xing)物質的(de)衰變符合Cf的(de)60天半(ban)衰期。不過(guo),之(zhi)后(hou)的(de)研究未能探測到锎(kai)譜線(xian),人們也一般認(ren)為超(chao)(chao)新星(xing)的(de)光變曲(qu)線(xian)是符合鎳-56的(de)特(te)征(zheng)的(de)。
同位素:同位素有245Cf到(dao)254Cf。最穩定的(de)同位素是251Cf,半衰期(qi)是898年。
發現:1950年3月17日,美國的湯普(pu)森(S.G.Thompson)、小斯特里(li)特(K.Street Jr.)、喬(qiao)索(A.Chiorso)和西博格(G.T.Seaporg)發現了(le)锎。用回旋加(jia)速器(qi)加(jia)速的氦離子轟擊242Cm,幾乎和锫同(tong)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(chu)來。化學(xue)性質活潑,與其他+3價錒系元素相似。有水溶(rong)性的(de)硝酸鹽、硫(liu)酸鹽、氯化物(wu)和(he)過(guo)氯酸鹽;它的(de)氟化物(wu)、草酸鹽、氫氧化物(wu)在水溶(rong)液中沉淀。利(li)用耙(pa)子(zi)同位素和(he)轟(hong)擊粒子(zi)的(de)種種組合,已發現了幾種锎的(de)同位素:246Cf、249Cf、251Cf、252Cf、254Cf等。251Cf半(ban)衰(shuai)期為(wei)900年(nian);249Cf半(ban)衰(shuai)期為(wei)360年(nian);252Cf半(ban)衰(shuai)期為(wei)2.64年(nian);254Cf半(ban)衰(shuai)期為(wei)64天(tian)。
由(you)氦同位素(su)轟(hong)擊鋦可得到(dao)微量的(de)锎(kai)。锎(kai)的(de)同位素(su)有從237Cf到(dao)256Cf。锎(kai)-251是最穩定的(de)同位素(su),它的(de)半衰(shuai)期有898年。
雖然(ran)锎(kai)-251是最穩定(ding)的(de)同位(wei)素(su),但是最有商業價值的(de)卻是锎(kai)-252。锎(kai)-252大部分都(dou)是用來檢測飛機行(xing)李內是否有爆裂物存在(zai)。
锎是一(yi)種銀白色的(de)錒系金(jin)屬(shu)(shu),熔(rong)點為900 ± 30 °C,估計(ji)的(de)沸(fei)點為1745 °C。處于純金(jin)屬(shu)(shu)態時(shi),锎是具(ju)延展性(xing)(xing)的(de),可(ke)以(yi)(yi)用刀(dao)片輕易切開。在真空狀態下(xia)的(de)锎金(jin)屬(shu)(shu)到了300 °C以(yi)(yi)上時(shi)便會氣化(hua)。在51K(三20 °C)以(yi)(yi)下(xia)的(de)锎金(jin)屬(shu)(shu)具(ju)鐵(tie)磁性(xing)(xing)或亞(ya)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(yi)(yi)上時(shi)具(ju)順磁性(xing)(xing)。它與鑭系元素能(neng)夠形成合金(jin),但(dan)人們對其所知(zhi)甚少(shao)。
在一個(ge)大氣壓力(li)下,锎(kai)有兩種晶體結(jie)(jie)構(gou):在900 °C以下為(wei)雙層(ceng)六方(fang)密(mi)排結(jie)(jie)構(gou)(稱α型),此時密(mi)度為(wei)15.10 g/cm;而另一種面(mian)心立(li)方(fang)結(jie)(jie)構(gou)(β型)則在900 °C以上出現,密(mi)度為(wei)8.74 g/cm。在48GPa的壓力(li)下,锎(kai)的晶體結(jie)(jie)構(gou)會(hui)由(you)β型轉變(bian)為(wei)第三種正交晶系結(jie)(jie)構(gou)。這是(shi)由(you)于(yu)锎(kai)原子中的5f電子在此壓力(li)下會(hui)變(bian)成(cheng)離域電子,這些自由(you)電子夠參與鍵(jian)結(jie)(jie)的形成(cheng)。
物質(zhi)的(de)(de)(de)體(ti)(ti)積模(mo)量(liang)指的(de)(de)(de)是該物質(zhi)抗衡均(jun)勻壓力的(de)(de)(de)強(qiang)度。锎的(de)(de)(de)體(ti)(ti)積模(mo)量(liang)為50 ± 5 GPa,這(zhe)與三價的(de)(de)(de)鑭系金(jin)屬相似(si),但比一些常見的(de)(de)(de)金(jin)屬低(如鋁:70 GPa)。
參數
電子構型:1s2 2s2p6 3s23p63d10 4s24p64d104f14 5s25p65d105f10 6s26p6 7s2
同位素及(ji)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(wei)電子(zi)層排(pai)布:5f10 7s2
晶體數據:
晶胞為(wei)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 H=1×1012): 未知
海水中(zhong)/p.p.m.:零
地殼(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:
生物數據人體中含量
肝/p.p.m.:
器官中: 零
肌(ji)肉/p.p.m.:
血/mg dm-3 :
日攝入(ru)量/mg: 零
骨/p.p.m.:
人(70Kg)均(jun)體內總量(liang)/mg: 零
锎的化合價
可(ke)以是(shi)4、3或2,也就是(shi)說一個锎(kai)原子能夠(gou)形成2至4個化學(xue)鍵。其化學(xue)屬性預計將會類似于(yu)別的(de)三(san)價錒系元素(su)(su),以及(ji)在(zai)元素(su)(su)周(zhou)期表中(zhong)位于(yu)锎(kai)以上的(de)鏑(di)。锎(kai)在(zai)室溫下會在(zai)空(kong)氣中(zhong)緩慢(man)地(di)失去(qu)光澤(ze),速(su)(su)度(du)(du)隨著濕度(du)(du)的(de)提高而加(jia)快。锎(kai)可(ke)以和氫(qing)(qing)、氮和任何氧族元素(su)(su)加(jia)熱進行反應,其中(zhong)與不含濕氣的(de)氫(qing)(qing)或與水(shui)溶無機(ji)酸反應的(de)速(su)(su)度(du)(du)極快。
锎水溶時
處于锎(kai)(III)正離子(zi)狀態。科學(xue)家(jia)未能還原(yuan)或(huo)氧(yang)(yang)化(hua)溶(rong)液中的(de)+3離子(zi)。锎(kai)能夠形(xing)成(cheng)能溶(rong)于水的(de)氯化(hua)物(wu)、硝酸鹽(yan)、高氯酸鹽(yan)及硫酸鹽(yan),沉淀后形(xing)成(cheng)氟化(hua)物(wu)、草酸鹽(yan)或(huo)氫氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)。
同位素
已知的(de)锎(kai)(kai)(kai)同(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)(su)共(gong)有(you)20個,有(you)246Cf、249Cf、251Cf、252Cf、254Cf等,都(dou)是放射性同(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)(su)。其(qi)(qi)中(zhong)最穩定的(de)有(you)锎(kai)(kai)(kai)-251(半(ban)衰(shuai)期為(wei)900年(nian))、锎(kai)(kai)(kai)-249(360年(nian))、锎(kai)(kai)(kai)-250(13.08年(nian))及锎(kai)(kai)(kai)-252(2.645年(nian))。其(qi)(qi)余(yu)的(de)同(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)(su)半(ban)衰(shuai)期都(dou)在一(yi)年(nian)以下,如锎(kai)(kai)(kai)-254半(ban)衰(shuai)期為(wei)64天,大(da)部分甚至少(shao)于20分鐘。锎(kai)(kai)(kai)同(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)素(su)(su)的(de)質量(liang)數(shu)從237到256不等。
锎-249是在(zai)锫-249進(jin)行(xing)β衰變(bian)后形成的(de)。大(da)部(bu)分其(qi)他(ta)的(de)锎同位素是在(zai)核反應(ying)爐中(zhong)對锫進(jin)行(xing)強(qiang)烈的(de)中(zhong)子(zi)輻射(she)后產生的(de)。雖然锎-251的(de)半衰期(qi)最長(chang),但是由于容易吸(xi)收(shou)中(zhong)子(zi)(高(gao)中(zhong)子(zi)捕獲率)以及會與其(qi)他(ta)粒子(zi)產生反應(ying)(高(gao)中(zhong)子(zi)截面),所以其(qi)產量只有10%。
锎(kai)(kai)-252是(shi)個強中(zhong)子(zi)射源,因此其放(fang)射性極高,非(fei)常(chang)危險。锎(kai)(kai)-252有96.9%的(de)概率(lv)進行(xing)α衰(shuai)變(bian)(損(sun)失(shi)兩顆質子(zi)和兩顆中(zhong)子(zi)),并形成鋦-248,剩余的(de)3.1%概率(lv)進行(xing)自發(fa)(fa)裂(lie)變(bian)。一(yi)微(wei)克(最)的(de)锎(kai)(kai)-252每(mei)秒釋(shi)放(fang)230萬顆中(zhong)子(zi),平均每(mei)次(ci)自發(fa)(fa)裂(lie)變(bian)釋(shi)放(fang)3.7顆中(zhong)子(zi)。其他大部分的(de)锎(kai)(kai)同(tong)(tong)位(wei)素都以α衰(shuai)變(bian)形成鋦的(de)同(tong)(tong)位(wei)素(原子(zi)序為96)。
用氦離子轟(hong)擊鋦(ju)而得。
锎(kai)可以在核反應爐(lu)和粒(li)子加速器中(zhong)產生。锫-249(24997Bk)受中(zhong)子撞擊(中(zhong)子捕獲(n,γ))后(hou)立即(ji)進(jin)行(xing)β衰(shuai)變(β),便(bian)會(hui)形(xing)成锎(kai)-250(25098Cf)。反應如下:
锎(kai)-250在受中子撞擊后會產生锎(kai)-251和锎(kai)-252。
對镅、鋦(ju)和钚元素(su)進(jin)行中子(zi)輻射(she)可以(yi)制成數毫克的锎(kai)-252和數微克的锎(kai)-249。直到2006年,科學家(jia)利用特殊(shu)的反應(ying)爐對鋦(ju)-244至248進(jin)行中子(zi)輻射(she),主要產生出锎(kai)-252,另有較少(shao)的锎(kai)-249至255。
經過美國核(he)能管理委(wei)員會可以(yi)購得微(wei)克(ke)(ke)量的(de)锎(kai)-252作商業用途。世界上僅有兩處生(sheng)產(chan)锎(kai)的(de)設施:位(wei)于(yu)美國的(de)橡樹嶺國家實驗室以(yi)及位(wei)于(yu)俄羅(luo)斯的(de)核(he)反應器研究所(suo)。到2003年(nian)為止,兩座設施分別每年(nian)生(sheng)產(chan)0.25克(ke)(ke)和(he)0.025克(ke)(ke)的(de)锎(kai)-252。
設施(shi)還(huan)生產三個(ge)(ge)半衰期頗長的锎(kai)(kai)同位(wei)(wei)(wei)素(su),這需要(yao)鈾-238捕(bu)獲中子15次,期間不進行核(he)裂(lie)變或(huo)α衰變。從鈾-238開始的核(he)反(fan)應鏈經過(guo)幾個(ge)(ge)钚同位(wei)(wei)(wei)素(su)、镅同位(wei)(wei)(wei)素(su)、鋦同位(wei)(wei)(wei)素(su)、锫同位(wei)(wei)(wei)素(su)以及锎(kai)(kai)-249至253。
中子源
可用作高通量(liang)的中子源。
能夠利用(yong)的锎的數量非常少,使其應(ying)用(yong)受到了(le)限制(zhi),可是(shi),它作為裂解碎片源,被用(yong)于(yu)核研究。
該元(yuan)素(su)是世(shi)界上(shang)最昂(ang)貴(gui)的元(yuan)素(su),1克價值2700萬美元(yuan), 是金子(zi)的65萬倍。
可用作高通量的中子源。 在核(he)醫學(xue)領域可用來治(zhi)療惡(e)性腫(zhong)瘤。由于锎(kai)-252中子源可以做(zuo)得(de)很小很細,這是其它中子源所(suo)做(zuo)不到(dao)(dao)的,所(suo)以把(ba)中子源經過軟管送到(dao)(dao)人體腔內器官腫(zhong)瘤部位,或者植入(ru)到(dao)(dao)人體的腫(zhong)瘤組織內進(jin)行治(zhi)療。特別是對子宮癌(ai)(ai)、口腔癌(ai)(ai)、直腸癌(ai)(ai)、食道癌(ai)(ai)、胃癌(ai)(ai)、鼻腔癌(ai)(ai)等(deng),锎(kai)-252中子治(zhi)療都有相(xiang)當好的療效。
應用發展
中國(guo)生(sheng)產(chan)和(he)應用(yong)锎(kai)-252中子(zi)(zi)源(yuan)始于(yu)20世紀90年代。锎(kai)是(shi)一(yi)種人造(zao)元素(su),其(qi)同位素(su)锎(kai)-252被(bei)用(yong)于(yu)近距離治(zhi)療(liao)。這種同位素(su)首次(ci)發現(xian)于(yu)氫彈爆炸后的(de)(de)塵埃(ai),是(shi)能夠(gou)產(chan)生(sheng)豐富中子(zi)(zi)的(de)(de)唯一(yi)核素(su)。1968年醫用(yong)锎(kai)源(yuan)被(bei)用(yong)來(lai)治(zhi)療(liao)首例病人,中子(zi)(zi)近距離治(zhi)療(liao)法由此誕生(sheng)。中子(zi)(zi)治(zhi)癌(ai)是(shi)最先進的(de)(de)癌(ai)癥治(zhi)療(liao)方(fang)法之(zhi)一(yi),治(zhi)療(liao)效果優于(yu)當前(qian)被(bei)廣泛(fan)使用(yong)的(de)(de)放療(liao)。它無須讓病人全身接受放射(she)性射(she)線,而是(shi)利用(yong)特制的(de)(de)施(shi)源(yuan)器將中子(zi)(zi)源(yuan)送(song)入人體或(huo)腫(zhong)瘤內進行腔內、管(guan)內或(huo)組織間照(zhao)射(she),放射(she)反應輕(qing)且(qie)能夠(gou)徹(che)底殺死癌(ai)細(xi)胞。
中(zhong)子(zi)(zi)刀是锎-252中(zhong)子(zi)(zi)源自(zi)動遙控式后裝治(zhi)(zhi)療(liao)系(xi)統,是一種放射治(zhi)(zhi)療(liao),融核物(wu)理(li)學、放射生物(wu)學、自(zi)動控制、計算機等(deng)多門學科為一體的先(xian)進(jin)醫療(liao)設備、以治(zhi)(zhi)療(liao)人體腔道或管道內(nei)腫瘤(liu)為主的大型現(xian)代化(hua)高科技放射治(zhi)(zhi)療(liao)設備。具有(you)世界領先(xian)水平,中(zhong)子(zi)(zi)刀填補了中(zhong)國乃至世界治(zhi)(zhi)癌領域(yu)的一項空白。
橡樹(shu)嶺國家實驗室建造的50噸重運(yun)輸桶,可用于運(yun)載最多1克的Cf。運(yun)輸此類高放射性(xing)物(wu)質必(bi)須用到重型容器,以避(bi)免(mian)可能的意外。
锎(kai)(kai)-252作為一種強中(zhong)子射源(yuan),有著幾個應用(yong)的范(fan)疇。每微克的锎(kai)(kai)每分(fen)(fen)鐘能夠(gou)產(chan)生(sheng)1.39億顆中(zhong)子。因此锎(kai)(kai)可以(yi)被用(yong)作核(he)反(fan)應爐的中(zhong)子啟動源(yuan)或在中(zhong)子活化(hua)分(fen)(fen)析中(zhong)作為(非來(lai)自(zi)反(fan)應爐的)中(zhong)子源(yuan)。在放(fang)射治(zhi)療無效(xiao)時,子宮(gong)頸癌和腦(nao)癌的治(zhi)療用(yong)到了锎(kai)(kai)所產(chan)生(sheng)的中(zhong)子。自(zi)從1969年薩(sa)瓦(wa)那河發電(dian)廠向佐治(zhi)亞理工學院借出119 最萀锎(kai)(kai)-252之后,锎(kai)(kai)一直被用(yong)于教育(yu)范(fan)疇上。在煤(mei)炭、水泥產(chan)業中(zhong),锎(kai)(kai)也被應用(yong)在煤(mei)元素分(fen)(fen)析和粒(li)狀物質(zhi)分(fen)(fen)析機上。
由于(yu)中(zhong)子(zi)能夠穿透物質,所以(yi)锎(kai)也可以(yi)被用(yong)(yong)在探(tan)測器(qi)中(zhong),如燃料(liao)棒掃(sao)(sao)描(miao)儀,使用(yong)(yong)中(zhong)子(zi)射線照(zhao)相術來探(tan)測飛機和(he)武器(qi)部件的(de)(de)腐蝕、問題焊接點、破裂及(ji)內部濕氣,以(yi)及(ji)便攜式金(jin)屬探(tan)測器(qi)等(deng)。中(zhong)子(zi)濕度(du)計利用(yong)(yong)锎(kai)-252來尋找(zhao)油(you)井中(zhong)的(de)(de)水(shui)和(he)石油(you),為金(jin)銀礦的(de)(de)實地探(tan)測提供中(zhong)子(zi)源,以(yi)及(ji)探(tan)測地下水(shui)的(de)(de)流動(dong)。1982年锎(kai)-252的(de)(de)主要(yao)用(yong)(yong)途按(an)用(yong)(yong)量比例分(fen)別為:反應爐(lu)啟(qi)(qi)動(dong)源(48.3%)、燃料(liao)棒掃(sao)(sao)描(miao)儀(25.3%)及(ji)活化分(fen)析(19.4%)。到了1994年,大部分(fen)的(de)(de)锎(kai)-252都用(yong)(yong)于(yu)中(zhong)子(zi)射線照(zhao)相(77.4%),而燃料(liao)棒掃(sao)(sao)描(miao)儀(12.1%)和(he)反應爐(lu)啟(qi)(qi)動(dong)源(6.9%)則成了次要(yao)的(de)(de)應用(yong)(yong)范圍。
锎-251的臨界質(zhi)量很低(約為(wei)5 kg)。人們曾夸大其(qi)低臨界質(zhi)量的可能(neng)用途(tu)。
2006年(nian)10月,位于俄(e)羅斯杜布納聯(lian)合核(he)研(yan)(yan)究(jiu)所的(de)研(yan)(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)宣布成(cheng)功(gong)合成(cheng)3顆Uuo(118號元(yuan)素)原子(zi)。他(ta)們利用鈣(gai)-48撞(zhuang)擊锎(kai)(kai)(kai)(kai)-249,產生了這(zhe)個目前最重的(de)元(yuan)素。該次實驗的(de)目標體是(shi)一(yi)片面積為32 cm、含有10 mg锎(kai)(kai)(kai)(kai)-249的(de)鈦薄(bo)片。 其他(ta)用到锎(kai)(kai)(kai)(kai)來合成(cheng)的(de)超鈾元(yuan)素還包括1961年(nian)以硼原子(zi)核(he)撞(zhuang)擊锎(kai)(kai)(kai)(kai)所形(xing)成(cheng)的(de)鐒元(yuan)素。
锎在核醫學領域可(ke)用來治(zhi)療惡性腫(zhong)瘤(liu)(liu)。由于锎-252中(zhong)子(zi)(zi)源(yuan)可(ke)以做得很(hen)小很(hen)細(xi),這是(shi)其它中(zhong)子(zi)(zi)源(yuan)所做不到(dao)的(de),所以把中(zhong)子(zi)(zi)源(yuan)經(jing)過(guo)軟管送到(dao)人(ren)體腔內器官腫(zhong)瘤(liu)(liu)部位,或者植(zhi)入(ru)到(dao)人(ren)體的(de)腫(zhong)瘤(liu)(liu)組織內進行治(zhi)療。特(te)別是(shi)對子(zi)(zi)宮(gong)癌、口腔癌、直腸癌、食道癌、胃癌、鼻腔癌等(deng),锎-252中(zhong)子(zi)(zi)治(zhi)療都有相(xiang)當好的(de)療效。
我國(guo)生產和應用锎-252中(zhong)(zhong)子源(yuan)始于20世紀90年代。1992年中(zhong)(zhong)國(guo)已建立了锎-252中(zhong)(zhong)子源(yuan)生產線。由(you)俄羅斯提供锎-252原料和工藝設備,在中(zhong)(zhong)國(guo)生產锎-252中(zhong)(zhong)子源(yuan)。
中國已(yi)有公司從事锎(kai)-252中子治(zhi)療儀的(de)開(kai)發,于(yu)1999年起(qi),經(jing)過幾年的(de)臨床應(ying)用,顯示出非常好的(de)療效。
锎是(shi)(shi)(shi)一(yi)種(zhong)人(ren)造元素,其同(tong)位(wei)素锎-252被(bei)用(yong)于近(jin)距離(li)(li)治(zhi)療。這(zhe)種(zhong)同(tong)位(wei)素首次(ci)發現于氫彈爆炸后的(de)塵(chen)埃,是(shi)(shi)(shi)能夠產生豐富中(zhong)子(zi)(zi)的(de)唯一(yi)核素。1968年醫用(yong)锎源(yuan)被(bei)用(yong)來(lai)治(zhi)療首例病(bing)人(ren),中(zhong)子(zi)(zi)近(jin)距離(li)(li)治(zhi)療法由此誕生。中(zhong)子(zi)(zi)治(zhi)癌(ai)是(shi)(shi)(shi)最(zui)先進的(de)癌(ai)癥(zheng)治(zhi)療方(fang)法之一(yi),治(zhi)療效果(guo)優于當前被(bei)廣(guang)泛使用(yong)的(de)放(fang)療。它無須讓(rang)病(bing)人(ren)全身接(jie)受放(fang)射(she)性射(she)線(xian),而(er)是(shi)(shi)(shi)利用(yong)特制的(de)施源(yuan)器(qi)將(jiang)中(zhong)子(zi)(zi)源(yuan)送入人(ren)體或(huo)腫瘤內(nei)(nei)進行腔內(nei)(nei)、管內(nei)(nei)或(huo)組織間照射(she),放(fang)射(she)反應輕且能夠徹底(di)殺死癌(ai)細(xi)胞。
锎(kai)累積在(zai)骨骼組(zu)織里(li)的(de)锎(kai)會釋放輻射,破(po)壞身體制造(zao)紅血球的(de)能力(li)。由于放射性極強,在(zai)環境中的(de)存(cun)量極低,所以锎(kai)在(zai)生(sheng)物體中沒有(you)任(ren)何(he)自然的(de)用(yong)途。
在(zai)(zai)(zai)進食(shi)受锎(kai)污染(ran)的食(shi)物或飲料,或吸入含有锎(kai)的懸浮(fu)顆粒之(zhi)后(hou)(hou),锎(kai)就會(hui)進入體(ti)(ti)內。在(zai)(zai)(zai)身(shen)體(ti)(ti)里,只(zhi)有0.05%的锎(kai)會(hui)進入血液里,其(qi)中的65%會(hui)積累在(zai)(zai)(zai)骨骼中,肝臟25%,其(qi)余(yu)的主要通(tong)過(guo)排尿排出身(shen)體(ti)(ti)。骨骼和(he)肝臟中積累的锎(kai)分(fen)別會(hui)在(zai)(zai)(zai)50年和(he)20年后(hou)(hou)消失。锎(kai)會(hui)首先(xian)附在(zai)(zai)(zai)骨骼的表(biao)面,之(zhi)后(hou)(hou)會(hui)慢慢蔓(man)延到(dao)骨骼的各(ge)個(ge)部分(fen)。
一旦進入體(ti)內,锎會造成很大的損害(hai)。另外,锎-249和锎-251能釋(shi)放伽(jia)馬(ma)射(she)線(xian),對外表組織(zhi)造成傷(shang)害(hai)。锎所(suo)釋(shi)放的電離輻(fu)射(she)在骨骼和肝臟中可致癌。