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化學(xué)元素中的鐳與錒


實驗室k / 2018-12-15

       鐳是20世紀(jì)初期的鈦(22)。這是一種燦爛的、耀眼的、強大的元素、每個人都希望自己的產(chǎn)品能夠與它掛鈉,無論這些產(chǎn)品是否真正含有鐳。就像今天的許多所謂“鈦”產(chǎn)品其實并不含鈦那樣,一個世紀(jì)前許多“鐳”產(chǎn)品——例如含鐳家具擦光油和含鐳牙膏——都不含鐳。

鐳的基本數(shù)據(jù)

       其他產(chǎn)品,例如鐳栓劑以及曾引起極度恐慌的鐳內(nèi)分泌調(diào)節(jié)器,則的確含鐳,在某些情況下含量還很大。(鐳內(nèi)分泌調(diào)節(jié)器設(shè)計來供男人們穿戴,其中含有的輻射源指向含有許多快速分裂細(xì)胞的某個特定的私處。鐳內(nèi)分泌調(diào)節(jié)器的使用是基于對生殖器官的高劑量輻射能夠促進健康和男性生殖能力的錯誤觀點,因此這實際上是一個極為糟糕的主意。今天,在X射線的操作程序中,要用特殊的鉛制防護屏來保護那個特殊部位免受哪怕最小劑量的輻射。)

       鐳最為人所知的用途,同時也是我們依舊能夠在eBsy上容易地購買到它的原因,是用于發(fā)光手表指針。含有硫化鋅(30)和鐳的混合物的涂料能夠在暗處閃光長達若干年??杀氖橇蚧\會脫落,這樣大多數(shù)年代久遠(yuǎn)的手表指針就不再閃光了。(而鐳本身則依然像從前一樣具有放射性;鐳的半衰期長達1602年,這保證了那些手表還能在很長時間內(nèi)保持足夠火力的輻射。)

       鐳鐘表是手工上涂料的,使用的是很小巧的刷子。從事這項涂料工作的婦女必須用舌頭來舔刷子,將它舔成針管筆那么尖。當(dāng)你想到那些刷子上帶有放射性涂料的時候,你就會認(rèn)為那不是個很好的主意了。正是發(fā)生在那些婦女身上的逐漸加重并最終無可否認(rèn)的與鐳相關(guān)的疾病和死亡,最后使許多人相信必須做點什么來保證輻射安全。

       “鐳女孩”案例是勞動法的一個里程碑,確立了勞工們對不安全的和虐待型的工作環(huán)境導(dǎo)致的傷害有提起訴訟的權(quán)利。(對于用舌頭舔含輻射的涂料刷的危險性進行有意隱瞞應(yīng)受到的懲罰處于法律量罪的上限。)但是在那些放射性“健康”產(chǎn)品最后從人們的愛好中被趕走之前依然導(dǎo)致了更多的死亡和肢解,當(dāng)你跳過煩人的短命元素錒以后,在釷(90)這一文中你會讀到這樣的故事。


       錒是錒系元素的第一種,這個系列位于標(biāo)準(zhǔn)元素周期表中最底部的一行。與從鑭(57)到镥(71)的鑭系稀土元素一樣,從錒(89)到鐒(103)的錒系元素彼此具有相似的化學(xué)特性——雖然與鑭系元素相互間幾乎無法區(qū)分相比,錒系元素顯得更為多樣性一些。

錒的基本數(shù)據(jù)

       當(dāng)然,鑭系元素和錒系元素間最大的不同在于,鑭系元素中除了一種以外都是穩(wěn)定元素,而錒系元素中的每一種都是放射性元素——它們的放射性都很強,其中只有三種元素的放射性是溫和的,以致我們能夠用手握著這三種元素的金屬塊而活下來講述這個故事。

       半衰期為21.8年的錒并非那三種元素中的一種。它的放射性如此之強,以致無需磷光屏的幫助我們就能看到它發(fā)出的閃光(而對那些放射性較弱的元素,如88號元素鐳,就需要通過磷光屏才能看到它的閃光。)

       雖然錒天然存在于鈾(92)礦里,但含量極低。當(dāng)人們真正需要一些錒的時候,可以用以下方法來生產(chǎn):在核反應(yīng)堆中用中子轟擊鐳-225,將它轉(zhuǎn)化為鐳-227,后者會以42分鐘的半衰期衰變?yōu)殄H的長壽命同位素錒-227。

       這種原子核點金術(shù)——按字面意思,則是一種元素嬗變?yōu)榱硪环N元素——目前被非常普遍地用于合成有用的元素和同位素。煉金術(shù)士試圖將普通元素轉(zhuǎn)化為黃金的做法并沒有錯,他們只是缺乏適當(dāng)?shù)募夹g(shù)——一個核反應(yīng)堆——來實現(xiàn)這一努力。

       雖然錒具有一些實驗用途,但它很少被制備和使用。相反,在所有放射性元素中儲量最為豐富的是釷。


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