让人“生畏”的锕系家族
2021-02-12曲建翘莫杨
曲建翘 莫杨
锕系家族的组成
锕系元素(Actinicles)是周期系ⅢB族中原子序数为89-103的15种化学元素的统称,包括锕(Ac)、钍(Th)、镤(Pa)、铀(U)、镎(Np)、钚(Pu)、镅(Am)、锔(Cm)、锫(Bk)、锎(Cf)、锿(Es)、钔(Md)、锘(No)、铹(Lr)。它们都是放射性元素。1789年,克拉普罗特(M.HKlaproth)从沥青铀矿中发现铀,是锕系中第一个被发现的元素。
锕系元素的应用
①核发电站的建立。太阳能、风能、水能和核能都是新能源,可以解决化石能源(煤、石油)枯竭的问题。核潜能、核航母、核电站都是以核能为动力。锕、钍用作核燃料,镤用于原子能工业,铀用于制造原子弹。
② 钚用于电子,加热和焊接,用于制造涡轮机片,耐用部件和保护层的高温合金(哈氏合金、铬钴合金等)。在子弹中使用来取代铅。与镍、铁和钴的合金被用来制作重合金,这种合金用在动能弹取代贫铀弹。在集成电路中是前路之间的连接物。在放射医学中是屏蔽物质,钚氧化被用在陶瓷釉中。
③镅,常作为同位素测厚仪和同位素X荧光仪放射源。241Am应用于烟雾探测器,镅—铍中子源。其中为了防止火灾的发生,在全世界的建筑行业中,如宾馆、饭店、商业楼、办公室、摩天大楼等,在每房间的顶棚都装有烟雾探测器,同时在探测器周边装有喷淋器。这种智能烟雾探测器监测烟雾的浓度来实现火灾防范。它在内外电离室里面装有放射源241Am(α源)电离烟雾并发出报警信号(报警电路可检测到烟雾浓度超过设定的阀值便发出报警)。
在高层楼里都设有中控室,室内的大屏幕上显示各个房间的报警指示灯。当房间报警时,值班人员立即赶赴房间实施灭火。
④ 锔,常用作人造卫星和宇宙飞船中,用来不断提供热量的热能。
⑤ 锫,249Bk常被用作制造更重要的超铀元素和超锕系元素。
⑥ 锎,是一种人造元素,其同位素257Cf被用于近距离治疗。在煤炭、水泥生产过程中,被应用在煤元素分析和粒状物质分析。在核医学领域可用来治疗恶性肿瘤,252Cf用于中子治疗仪。
核素给人体健康带来的危害
尽管核元素用在医学上,对于治疗各种癌症发挥作用,但辐射给人体带来的危害,让人谈“核”变色。在锕系元素中的钚(Pu),原子序号94,原子量242,半衰期为50万年,放射性元素,晶体为淡蓝色,剧毒!毒性为氰化钾(KCN)2.5亿倍,一片阿斯匹林大的钚泄漏足以毒死两亿人,而5克的钚足以毒死全人类,多么的恐怖。
首先,人体受到超强的核辐射后,体内的DNA双链断裂极难修复。细胞分裂,可引起各种癌症,特别是白血病。即对人体有“三致”,致癌、致畸、致突变。其表现人体接受低剂量的辐射时会引起头晕、乏力、食欲下降。随着辐射剂量的加大,使造血功能损伤,也可以引起消化系统的损伤。出现食欲不振、恶心、呕吐等症状。
其次,对胚胎和胎儿的损伤。女性怀孕期间如果受到核辐射会引起胎儿发育畸形和新生儿死亡的现象,而且会引致胎儿出生后,白血病和癌症的发病率升高。同时,核辐射会造成慢性病的发生,出现慢性皮肤伤害、造血障碍、白内障等。超剂量辐射,可使皮肤腐烂等,可导致恶性肿瘤的产生,如肺癌、甲状腺癌、乳腺癌和骨癌等。可使患者在短时间内死亡。
因此,核辐射的患者最好远离核辐射区。如果受到核辐射引起脱发、白血病、呕吐、腹泻等症状时,要及早去医院进行检查,治疗,以避免严重辐射引起的死亡。