锎(kai)(臺灣、香港、澳門(men)稱鉲)是(shi)一種(zhong)人工合成的放射性化(hua)學(xue)元素(su),它(ta)的化(hua)學(xue)符號是(shi)Cf,它(ta)的原子(zi)序數是(shi)98,屬(shu)于錒系元素(su)之(zhi)一。
1950年2月9日前后,物理學(xue)家(jia)Stanley G. Thompson、Kenneth Street, Jr.、阿伯(bo)(bo)特·吉奧(ao)索及(ji)格倫·西奧(ao)多·西博格在(zai)(zai)伯(bo)(bo)克(ke)利加(jia)州大學(xue)首次發現(xian)了锎(kai)元(yuan)素(su)(su)。锎(kai)是第(di)六個(ge)被發現(xian)的超鈾元(yuan)素(su)(su)。研(yan)究小組在(zai)(zai)1950年3月17日發布了該(gai)項(xiang)發現(xian)。锎(kai)的拼音名稱(cheng)是以美國的加(jia)利福尼亞州命名。該(gai)地是加(jia)利福尼亞大學(xue)柏克(ke)萊(lai)分(fen)校(xiao)的所在(zai)(zai)州份
美國加(jia)(jia)州(zhou)伯克(ke)利的(de)1.5米直徑回(hui)旋加(jia)(jia)速器將(jiang)α粒(li)子(42He)加(jia)(jia)速至35 MeV能量,射向(xiang)一微克(ke)大(da)小的(de)鋦-242目標(biao),以(yi)此產生了锎-245(245Cf)和一顆自由中子(n)。
此次實驗(yan)只產(chan)生了大約5千(qian)顆锎原子,半衰期為(wei)44分鐘(zhong)。
該新(xin)元素(su)以(yi)加州和加州大學命(ming)(ming)名(ming)(ming)。這和95至97號元素(su)的(de)命(ming)(ming)名(ming)(ming)方式有所(suo)不(bu)同(tong)。第(di)95至97號元素(su)是(shi)利(li)用類似于對(dui)上(shang)的(de)元素(su)之命(ming)(ming)名(ming)(ming)方式而命(ming)(ming)名(ming)(ming)的(de)。但是(shi),98號元素(su)以(yi)上(shang)的(de)鏑(Dysprosium)的(de)意思是(shi)“難取得”,所(suo)以(yi)研究人(ren)員決定打(da)破(po)此前的(de)非正式命(ming)(ming)名(ming)(ming)常(chang)規。
愛(ai)達荷國家實(shi)(shi)驗室通過對钚目標體(ti)進行輻(fu)射(she),首(shou)次產(chan)生了重量可觀(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)锎(kai)(kai)元素,并于1954年(nian)發布了研(yan)究結(jie)果。產(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)樣本中(zhong)(zhong)能夠(gou)觀(guan)察(cha)到(dao)锎(kai)(kai)-252的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)自發裂(lie)變率。1958年(nian),科學(xue)(xue)家首(shou)次對濃縮锎(kai)(kai)進行了實(shi)(shi)驗。在對钚-239進行中(zhong)(zhong)子輻(fu)射(she)連續5年(nian)之后,科學(xue)(xue)家在樣本中(zhong)(zhong)發現了從锎(kai)(kai)-249到(dao)锎(kai)(kai)-252的(de)(de)(de)(de)(de)各個同(tong)位素。兩年(nian)后的(de)(de)(de)(de)(de)1960年(nian),勞倫斯伯(bo)克(ke)利國家實(shi)(shi)驗室的(de)(de)(de)(de)(de)Burris Cunningham和(he)James Wallman把锎(kai)(kai)置于蒸(zheng)汽與(yu)鹽(yan)酸中(zhong)(zhong),第一次制成了锎(kai)(kai)的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)合物——三(san)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)锎(kai)(kai)、氯(lv)(lv)氧化(hua)(hua)(hua)锎(kai)(kai)及氧化(hua)(hua)(hua)锎(kai)(kai)。
1960年代,位于美(mei)國田納西州橡樹嶺(ling)的橡樹嶺(ling)國家實驗室(shi)利(li)用(yong)其高通率同(tong)位素反應爐(HFIR)產(chan)生了少量的锎。到1995年為(wei)止,HFIR的實際锎年產(chan)量為(wei)500毫克。在《英(ying)美(mei)共同(tong)防(fang)御協約》下英(ying)國向美(mei)國提供的钚元素曾用(yong)于制造锎。
美國原(yuan)子(zi)能協(xie)會在1970年(nian)代初起向工業及學術(shu)機構(gou)銷售(shou)锎-252同位素(su),每微(wei)克(ke)價格為10美元(yuan),從1970至1990年(nian)每年(nian)一共售(shou)出150微(wei)克(ke)锎-252。Haire和Baybarz于1974年(nian)用(yong)鑭金屬(shu)(shu)還(huan)原(yuan)了(le)氧化锎(III),首次制(zhi)成(cheng)數微(wei)克(ke)重、厚(hou)度小于1微(wei)米的(de)锎金屬(shu)(shu)薄片。
地球上(shang)有著極少量(liang)的锎(kai),主要出(chu)現在含鈾量(liang)很高的鈾礦中。鈾在捕獲中子(zi)之后(hou)進行(xing)β衰(shuai)變,從而形成锎(kai)。在使用锎(kai)進行(xing)探礦或醫學治療的設施附(fu)近也可以發現锎(kai)。锎(kai)不易(yi)溶于水(shui),但(dan)會黏(nian)附(fu)在泥土上(shang),所以泥土中锎(kai)的濃度可以比泥土粒(li)子(zi)周圍的水(shui)高出(chu)500倍(bei)。
1980年之前大氣(qi)層核試驗的(de)輻(fu)射落塵散落在環境(jing)中(zhong),其中(zhong)含有少量的(de)锎。從空氣(qi)中(zhong)采得的(de)核爆輻(fu)射落塵中(zhong)曾(ceng)被發現含有質(zhi)量數為249、252、253和(he)254的(de)锎同位(wei)素。
科學家曾認(ren)為(wei)超(chao)新星(xing)(xing)會產(chan)生锎(kai),因(yin)為(wei)超(chao)新星(xing)(xing)物質的(de)衰變(bian)(bian)符合Cf的(de)60天半(ban)衰期。不過(guo),之后的(de)研究未能(neng)探測(ce)到锎(kai)譜(pu)線,人們也一般認(ren)為(wei)超(chao)新星(xing)(xing)的(de)光變(bian)(bian)曲線是符合鎳-56的(de)特(te)征的(de)。
同(tong)位(wei)素(su):同(tong)位(wei)素(su)有245Cf到254Cf。最穩(wen)定的同(tong)位(wei)素(su)是251Cf,半衰期(qi)是900年。
性質:熔點(dian)900℃。金屬锎十分容易揮(hui)發,在1100~1200℃范圍中能蒸餾出來。化學性質活潑,與其他+3價錒系(xi)元素相似。有水(shui)溶(rong)性的硝酸(suan)鹽(yan)(yan)、硫酸(suan)鹽(yan)(yan)、氯化物(wu)和過氯酸(suan)鹽(yan)(yan);它的氟化物(wu)、草酸(suan)鹽(yan)(yan)、氫氧(yang)化物(wu)在水(shui)溶(rong)液(ye)中沉淀。利(li)用耙子(zi)同位素和轟擊粒子(zi)的種(zhong)種(zhong)組合,已發現了幾種(zhong)锎的同位素:246Cf、249Cf、251Cf、252Cf、254Cf等(deng)。251Cf半衰(shuai)(shuai)期(qi)為900年(nian);249Cf半衰(shuai)(shuai)期(qi)為360年(nian);252Cf半衰(shuai)(shuai)期(qi)為2.64年(nian);254Cf半衰(shuai)(shuai)期(qi)為64天。
由氦同位(wei)素轟擊鋦(ju)可(ke)得到微(wei)量(liang)的(de)锎。锎的(de)同位(wei)素有從237Cf到256Cf。
雖然(ran)锎-251是(shi)(shi)(shi)(shi)最穩定的同位素,但是(shi)(shi)(shi)(shi)最有(you)商業價值的卻是(shi)(shi)(shi)(shi)锎-252。锎-252大部(bu)分都是(shi)(shi)(shi)(shi)用來檢測飛機行李內是(shi)(shi)(shi)(shi)否有(you)爆(bao)裂(lie)物(wu)存在。
锎(kai)(kai)是一種銀白色的(de)錒系金屬,熔(rong)點為900°C,估計的(de)沸點為1470°C。處于純(chun)金屬態時,锎(kai)(kai)是具(ju)延展(zhan)性的(de),可以用刀(dao)片輕易(yi)切開。在(zai)真(zhen)空(kong)狀態下(xia)的(de)锎(kai)(kai)金屬到了300°C以上時便會氣化。在(zai)51K(20°C)以下(xia)的(de)锎(kai)(kai)金屬具(ju)鐵(tie)磁(ci)(ci)(ci)性或亞鐵(tie)磁(ci)(ci)(ci)性,在(zai)48至66K時具(ju)反鐵(tie)磁(ci)(ci)(ci)性,而在(zai)160K(10°C)以上時具(ju)順磁(ci)(ci)(ci)性。它與鑭系元(yuan)素能夠形(xing)成合金,但(dan)人(ren)們對其(qi)所(suo)知甚少。
在(zai)一個大氣(qi)壓(ya)力(li)下(xia),锎有兩種(zhong)晶(jing)體(ti)結(jie)構(gou)(gou)(gou):在(zai)900°C以下(xia)為雙層六(liu)方(fang)密排結(jie)構(gou)(gou)(gou)(稱α型(xing)),此時密度(du)為15.1g/cm3;而另一種(zhong)面(mian)心立方(fang)結(jie)構(gou)(gou)(gou)(β型(xing))則在(zai)900°C以上出現,密度(du)為8.74g/cm3。在(zai)48GPa的(de)壓(ya)力(li)下(xia),锎的(de)晶(jing)體(ti)結(jie)構(gou)(gou)(gou)會(hui)由(you)β型(xing)轉變(bian)為第三種(zhong)正交晶(jing)系(xi)結(jie)構(gou)(gou)(gou)。這是由(you)于锎原子(zi)中的(de)5f電子(zi)在(zai)此壓(ya)力(li)下(xia)會(hui)變(bian)成(cheng)離域電子(zi),這些(xie)自(zi)由(you)電子(zi)夠參與鍵結(jie)的(de)形成(cheng)。
物質的(de)體(ti)積模量指的(de)是(shi)該物質抗衡均(jun)勻壓力的(de)強(qiang)度。锎的(de)體(ti)積模量為(wei)50±5GPa,這與(yu)三價(jia)的(de)鑭系金屬(shu)相似,但比一些常見的(de)金屬(shu)低。
參數
電子構型:1s2 2s2p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d105f10 6s26p67s2
同位(wei)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(dian)子層排布(bu):5f10 7s2
晶體數據:
晶胞為六(liu)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(ke)以是(shi)+4、+3或+2,也就是(shi)說一個锎原子能(neng)夠形成(cheng)2至(zhi)4個化(hua)學鍵(jian)。其(qi)化(hua)學屬性預計將會(hui)類似于別(bie)的(de)三價錒(a)系元素,以及在元素周(zhou)期(qi)表(biao)中位于锎以上的(de)鏑。锎在室溫下(xia)會(hui)在空氣中緩慢地失去光澤,速度隨著濕(shi)度的(de)提高而加快(kuai)。锎可(ke)以和氫、氮和任何(he)氧族元素加熱進行反應(ying),其(qi)中與不含濕(shi)氣的(de)氫或與水溶無機酸反應(ying)的(de)速度極快(kuai)。
锎離子
處于锎(III)正離(li)子狀態(tai)。科學家未能(neng)還原或氧化(hua)溶(rong)液中的+3離(li)子。锎能(neng)夠形成能(neng)溶(rong)于水的氯化(hua)物(wu)、硝(xiao)酸(suan)鹽、高氯酸(suan)鹽及硫酸(suan)鹽,沉淀后形成氟化(hua)物(wu)、草酸(suan)鹽或氫氧化(hua)物(wu)。
同位素
已知的(de)锎(kai)(kai)同(tong)位素共有(you)(you)20個(ge),有(you)(you)246Cf、249Cf、251Cf、252Cf、254Cf等,都是放射性同(tong)位素。其中最(zui)穩定(ding)的(de)有(you)(you)锎(kai)(kai)-251(半(ban)衰(shuai)期(qi)為(wei)(wei)900年)、锎(kai)(kai)-249(360年)、锎(kai)(kai)-250(13.08年)及锎(kai)(kai)-252(2.645年)。其余(yu)的(de)同(tong)位素半(ban)衰(shuai)期(qi)都在一年以下,如(ru)锎(kai)(kai)-254半(ban)衰(shuai)期(qi)為(wei)(wei)64天,大部分甚至少于20分鐘。锎(kai)(kai)同(tong)位素的(de)質量數從237到(dao)256不等。
锎-249是在(zai)锫-249進行β衰變(bian)后形成的(de)。大(da)部分其他的(de)锎同位素是在(zai)核反(fan)應爐(lu)中對锫進行強(qiang)烈的(de)中子(zi)(zi)輻射后產生(sheng)的(de)。雖然(ran)锎-251的(de)半衰期(qi)最長,但是由(you)于容易吸收中子(zi)(zi)(高中子(zi)(zi)捕獲(huo)率)以及會與其他粒子(zi)(zi)產生(sheng)反(fan)應(高中子(zi)(zi)截面),所以其產量只(zhi)有(you)10%。
锎(kai)-252是個強中子(zi)射源(yuan),因此其(qi)放(fang)射性(xing)極(ji)高,非常危險。锎(kai)-252有96.9%的(de)概率進(jin)(jin)行(xing)α衰變(bian)(bian)(損失兩顆(ke)質子(zi)和(he)兩顆(ke)中子(zi)),并形成(cheng)鋦-248,剩(sheng)余(yu)的(de)3.1%概率進(jin)(jin)行(xing)自(zi)發(fa)(fa)裂(lie)變(bian)(bian)。一微克锎(kai)-252每(mei)秒釋放(fang)230萬顆(ke)中子(zi),平均每(mei)次(ci)自(zi)發(fa)(fa)裂(lie)變(bian)(bian)釋放(fang)3.7顆(ke)中子(zi)。其(qi)他大部(bu)分的(de)锎(kai)同位素(su)都(dou)以α衰變(bian)(bian)形成(cheng)鋦的(de)同位素(su)(原子(zi)序為(wei)96)。
用(yong)氦離子轟(hong)擊鋦而得。
锎可以(yi)在(zai)核反應爐(lu)和(he)粒子(zi)(zi)加(jia)速器中產生。锫-249(249Bk)受中子(zi)(zi)撞擊(中子(zi)(zi)捕獲(n,γ))后立即進(jin)行β衰變(β),便會形(xing)成锎-250(250Cf):锎-250在(zai)受中子(zi)(zi)撞擊后會產生锎-251和(he)锎-252。
對镅、鋦和钚元(yuan)素進行(xing)中(zhong)子(zi)輻射可以(yi)制成數(shu)(shu)毫克(ke)的(de)(de)锎(kai)(kai)-252和數(shu)(shu)微克(ke)的(de)(de)锎(kai)(kai)-249。直到(dao)2006年,科學(xue)家利用特(te)殊的(de)(de)反應(ying)爐對鋦-244至248進行(xing)中(zhong)子(zi)輻射,主(zhu)要產(chan)生出锎(kai)(kai)-252,另(ling)有(you)較少的(de)(de)锎(kai)(kai)-249至255。
經過(guo)美(mei)國(guo)核能(neng)管理(li)委員會可以購得微克量的(de)锎(kai)(kai)-252作商業用(yong)途。世界上(shang)僅有兩處(chu)生產(chan)锎(kai)(kai)的(de)設(she)施(shi):位于美(mei)國(guo)的(de)橡(xiang)樹(shu)嶺國(guo)家實驗室以及位于俄羅斯(si)的(de)核反應器研究所。到(dao)2003年為止,兩座(zuo)設(she)施(shi)分(fen)別每(mei)年生產(chan)0.25克和(he)0.025克的(de)锎(kai)(kai)-252。
設施還生產(chan)三個(ge)半衰期頗長的(de)(de)锎同(tong)位(wei)(wei)素,這需要鈾-238捕獲(huo)中子15次,期間(jian)不進(jin)行(xing)核裂變(bian)或α衰變(bian)。從(cong)鈾-238開(kai)始的(de)(de)核反應鏈經過(guo)幾個(ge)钚同(tong)位(wei)(wei)素、镅同(tong)位(wei)(wei)素、鋦同(tong)位(wei)(wei)素、锫同(tong)位(wei)(wei)素以及锎-249至253。
中子源
可(ke)用作高通量(liang)的中子源。
能夠利用的锎的數量非(fei)常(chang)少,使其應(ying)用受到了限制,可是,它作(zuo)為裂解碎片源,被用于核研究。
該元(yuan)素(su)是世界上最昂貴的元(yuan)素(su),1克(ke)價(jia)值2700萬美元(yuan),是金子的65萬倍。
可用作高通量的(de)中子(zi)(zi)(zi)源。在(zai)核醫學領域可用來治療(liao)惡性腫瘤。由(you)于(yu)锎-252中子(zi)(zi)(zi)源可以做(zuo)得很(hen)小很(hen)細(xi),這是其(qi)他(ta)中子(zi)(zi)(zi)源所(suo)做(zuo)不到(dao)的(de),所(suo)以把中子(zi)(zi)(zi)源經過軟(ruan)管送到(dao)人體(ti)腔(qiang)內器(qi)官(guan)腫瘤部位,或者(zhe)植入到(dao)人體(ti)的(de)腫瘤組織內進(jin)行治療(liao)。特(te)別是對子(zi)(zi)(zi)宮(gong)癌(ai)(ai)(ai)、口腔(qiang)癌(ai)(ai)(ai)、直腸癌(ai)(ai)(ai)、食道(dao)癌(ai)(ai)(ai)、胃癌(ai)(ai)(ai)、鼻(bi)腔(qiang)癌(ai)(ai)(ai)等,锎-252中子(zi)(zi)(zi)治療(liao)都有(you)相當好的(de)療(liao)效(xiao)。
應用發展
中(zhong)(zhong)國(guo)生產和(he)應用(yong)锎-252中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)源(yuan)始于(yu)20世紀(ji)90年代(dai)。锎是(shi)(shi)一(yi)種人(ren)造(zao)元素,其同位素锎-252被(bei)用(yong)于(yu)近距(ju)離(li)治(zhi)療(liao)。這(zhe)種同位素首(shou)次(ci)發現于(yu)氫(qing)彈爆炸后的塵(chen)埃(ai),是(shi)(shi)能夠(gou)產生豐(feng)富(fu)中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)的唯一(yi)核素。1968年醫用(yong)锎源(yuan)被(bei)用(yong)來(lai)治(zhi)療(liao)首(shou)例病人(ren),中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)近距(ju)離(li)治(zhi)療(liao)法(fa)由此誕生。中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)治(zhi)癌(ai)是(shi)(shi)最先進(jin)的癌(ai)癥(zheng)治(zhi)療(liao)方法(fa)之一(yi),治(zhi)療(liao)效果優于(yu)當前被(bei)廣泛使用(yong)的放療(liao)。它無(wu)須讓(rang)病人(ren)全身接受放射(she)性射(she)線,而(er)是(shi)(shi)利用(yong)特制(zhi)的施源(yuan)器將中(zhong)(zhong)子(zi)(zi)(zi)源(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(she),放射(she)反應輕(qing)且能夠(gou)徹底殺死(si)癌(ai)細胞(bao)。
中(zhong)子刀是(shi)锎-252中(zhong)子源自動(dong)遙控式后裝治(zhi)(zhi)療(liao)系統(tong),是(shi)一(yi)種放(fang)射(she)治(zhi)(zhi)療(liao),融核物理學(xue)(xue)、放(fang)射(she)生物學(xue)(xue)、自動(dong)控制、計算機(ji)等多門學(xue)(xue)科為一(yi)體(ti)的(de)先(xian)進醫療(liao)設(she)備(bei)、以(yi)治(zhi)(zhi)療(liao)人體(ti)腔道(dao)(dao)或管道(dao)(dao)內(nei)腫瘤為主的(de)大型(xing)現代化高(gao)科技放(fang)射(she)治(zhi)(zhi)療(liao)設(she)備(bei)。具有(you)世界領先(xian)水平,中(zhong)子刀填補了(le)中(zhong)國乃(nai)至世界治(zhi)(zhi)癌領域的(de)一(yi)項(xiang)空白。
橡樹嶺國家(jia)實驗室建造的(de)50噸重運輸桶,可用于運載最多(duo)1克的(de)Cf。運輸此類高放射(she)性物(wu)質(zhi)必須用到重型容器,以避免可能的(de)意外(wai)。
锎(kai)(kai)(kai)-252作(zuo)為(wei)一(yi)(yi)種強(qiang)中(zhong)子(zi)(zi)(zi)(zi)射源(yuan),有著幾個應(ying)用的范(fan)疇(chou)。每微克的锎(kai)(kai)(kai)每分(fen)鐘能夠產生1.39億顆中(zhong)子(zi)(zi)(zi)(zi)。因此锎(kai)(kai)(kai)可以(yi)被用作(zuo)核反(fan)應(ying)爐(lu)的中(zhong)子(zi)(zi)(zi)(zi)啟動(dong)源(yuan)或(huo)在(zai)(zai)中(zhong)子(zi)(zi)(zi)(zi)活化分(fen)析(xi)中(zhong)作(zuo)為(wei)(非來自反(fan)應(ying)爐(lu)的)中(zhong)子(zi)(zi)(zi)(zi)源(yuan)。在(zai)(zai)放射治(zhi)療無效(xiao)時,子(zi)(zi)(zi)(zi)宮(gong)頸癌和(he)腦(nao)癌的治(zhi)療用到了锎(kai)(kai)(kai)所產生的中(zhong)子(zi)(zi)(zi)(zi)。自從1969年薩瓦(wa)那河(he)發電(dian)廠向佐治(zhi)亞理工(gong)學院借出锎(kai)(kai)(kai)-252之后(hou),锎(kai)(kai)(kai)一(yi)(yi)直被用于(yu)教育范(fan)疇(chou)上(shang)。在(zai)(zai)煤炭、水泥產業中(zhong),锎(kai)(kai)(kai)也被應(ying)用在(zai)(zai)煤元素分(fen)析(xi)和(he)粒狀(zhuang)物質分(fen)析(xi)機上(shang)。
由(you)于中子能夠穿透物質(zhi),所以(yi)锎也可以(yi)被用(yong)(yong)在探(tan)(tan)測器(qi)中,如燃料(liao)棒(bang)(bang)掃(sao)描儀,使用(yong)(yong)中子射線照(zhao)相術來探(tan)(tan)測飛(fei)機和(he)(he)武器(qi)部件的(de)(de)腐蝕、問(wen)題焊接點、破裂及(ji)(ji)(ji)內部濕氣,以(yi)及(ji)(ji)(ji)便攜(xie)式金屬探(tan)(tan)測器(qi)等。中子濕度計(ji)利用(yong)(yong)锎-252來尋找油井(jing)中的(de)(de)水和(he)(he)石(shi)油,為金銀(yin)礦的(de)(de)實地探(tan)(tan)測提供中子源(yuan),以(yi)及(ji)(ji)(ji)探(tan)(tan)測地下水的(de)(de)流(liu)動。1982年(nian)锎-252的(de)(de)主要用(yong)(yong)途按用(yong)(yong)量(liang)比例分別為:反應(ying)爐啟動源(yuan)(48.3%)、燃料(liao)棒(bang)(bang)掃(sao)描儀(25.3%)及(ji)(ji)(ji)活化分析(19.4%)。到了(le)1994年(nian),大(da)部分的(de)(de)锎-252都用(yong)(yong)于中子射線照(zhao)相(77.4%),而燃料(liao)棒(bang)(bang)掃(sao)描儀(12.1%)和(he)(he)反應(ying)爐啟動源(yuan)(6.9%)則成(cheng)了(le)次要的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)范圍。
锎-251的臨界(jie)質量很低(約為(wei)5kg)。人(ren)們曾夸大其低臨界(jie)質量的可能用途。
2006年10月,位于(yu)俄羅斯(si)杜(du)布納(na)聯(lian)合(he)核研究所(suo)(suo)的(de)研究人(ren)員(yuan)宣布成功合(he)成3顆Uuo(118號元素)原(yuan)子。他們利用(yong)鈣-48撞(zhuang)擊锎-249,產生了這個目前最重的(de)元素。該次實驗(yan)的(de)目標體是(shi)一片(pian)面積(ji)為(wei)32cm、含有(you)10mg锎-249的(de)鈦薄片(pian)。其他用(yong)到锎來合(he)成的(de)超鈾元素還包括1961年以硼(peng)原(yuan)子核撞(zhuang)擊锎所(suo)(suo)形成的(de)鐒元素。
锎(kai)(kai)在核醫(yi)學領域可(ke)用來治(zhi)療(liao)惡(e)性腫瘤(liu)。由于锎(kai)(kai)-252中(zhong)子源可(ke)以做得很小很細(xi),這是其它中(zhong)子源所做不到的,所以把中(zhong)子源經過(guo)軟管(guan)送到人體腔內(nei)器官腫瘤(liu)部位,或(huo)者(zhe)植入到人體的腫瘤(liu)組織內(nei)進行治(zhi)療(liao)。特別是對子宮癌(ai)、口腔癌(ai)、直腸癌(ai)、食道癌(ai)、胃癌(ai)、鼻腔癌(ai)等,锎(kai)(kai)-252中(zhong)子治(zhi)療(liao)都有(you)相(xiang)當好的療(liao)效。
我國(guo)生產(chan)和應用锎-252中(zhong)子源始(shi)于20世紀90年代。1992年中(zhong)國(guo)已(yi)建立了锎-252中(zhong)子源生產(chan)線(xian)。由俄羅斯提供锎-252原料和工(gong)藝設備,在中(zhong)國(guo)生產(chan)锎-252中(zhong)子源。
中國已有公(gong)司從事锎-252中子治療(liao)(liao)儀(yi)的開發,于1999年(nian)起,經過(guo)幾(ji)年(nian)的臨(lin)床應用,顯示出非常好(hao)的療(liao)(liao)效。
锎(kai)是(shi)(shi)一種人造元素,其同(tong)位素锎(kai)-252被(bei)用于(yu)近(jin)距離治療(liao)。這種同(tong)位素首次(ci)發現于(yu)氫彈爆炸后(hou)的塵(chen)埃,是(shi)(shi)能夠產生(sheng)豐(feng)富中(zhong)子的唯一核素。1968年醫(yi)用锎(kai)源被(bei)用來(lai)治療(liao)首例(li)病(bing)人,中(zhong)子近(jin)距離治療(liao)法(fa)由此(ci)誕生(sheng)。中(zhong)子治癌(ai)是(shi)(shi)最先進的癌(ai)癥治療(liao)方(fang)法(fa)之(zhi)一,治療(liao)效果(guo)優(you)于(yu)當前被(bei)廣泛使(shi)用的放療(liao)。它無須讓病(bing)人全身接受(shou)放射(she)性射(she)線,而是(shi)(shi)利用特制的施源器將(jiang)中(zhong)子源送入(ru)人體(ti)或腫瘤內進行腔內、管內或組織(zhi)間照(zhao)射(she),放射(she)反應輕且能夠徹底(di)殺死癌(ai)細胞。
锎累(lei)積在(zai)骨骼組織里的锎會釋(shi)放輻射,破壞身體制造紅血球的能力(li)。由于放射性極(ji)強,在(zai)環境中的存(cun)量極(ji)低(di),所以锎在(zai)生物體中沒(mei)有任何自然的用途。
在(zai)進(jin)食受锎污染的(de)食物或飲(yin)料(liao),或吸入含有锎的(de)懸浮顆粒之后,锎就(jiu)會進(jin)入體(ti)內。在(zai)身體(ti)里(li),只有0.05%的(de)锎會進(jin)入血液里(li),其(qi)中(zhong)的(de)65%會積累在(zai)骨(gu)骼(ge)中(zhong),肝臟(zang)(zang)25%,其(qi)余的(de)主(zhu)要通過排(pai)尿排(pai)出身體(ti)。骨(gu)骼(ge)和肝臟(zang)(zang)中(zhong)積累的(de)锎分(fen)別會在(zai)50年和20年后消失。锎會首先(xian)附在(zai)骨(gu)骼(ge)的(de)表面,之后會慢(man)慢(man)蔓延到骨(gu)骼(ge)的(de)各個(ge)部分(fen)。
一旦進入體(ti)內,锎(kai)會造成很大的損害(hai)。另外(wai),锎(kai)-249和锎(kai)-251能(neng)釋放伽馬射(she)線,對外(wai)表組織造成傷(shang)害(hai)。锎(kai)所釋放的電(dian)離輻射(she)在骨(gu)骼和肝臟中可致(zhi)癌(ai)。