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綜述
說(shuō)起貴金屬,很多人都會(huì)想起黃金或者白銀,但你知道嗎?科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的最昂貴的金屬其實(shí)是锎,國(guó)際市場(chǎng)上每克就高達(dá)2700萬(wàn)美元,是黃金價(jià)格的數(shù)萬(wàn)倍。
衡量一種金屬是否貴重,可以從三個(gè)角度來(lái)看,一是其制作成本,二是其稀有程度,三是其實(shí)際用途。對(duì)于金屬锎,不管是從其中任意角度來(lái)看,都足可稱得上貴重。它在自然界中幾乎不存在,制備成本極其高昂,又有著廣泛的用途。
特殊的元素
锎是一種放射性元素,自然界中極其稀少,高濃度鈾礦石中可能存在極少量的锎。鈾在捕獲中子后會(huì)出現(xiàn)β衰變,形成锎。
1950年,伯克利加州大學(xué)的科學(xué)家使用α粒子轟擊鋦,首次合成了人工锎元素。實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了約5000顆半衰期為44分鐘的锎-245原子以及一顆自由中子。
科學(xué)家以加州“Californium”來(lái)命名這種新元素,中文譯為“锎”,化學(xué)符號(hào)為“Cf”。后來(lái)美國(guó)在進(jìn)行核試驗(yàn)時(shí),多次在大氣層的輻射粉塵中發(fā)現(xiàn)了少量的锎,其中有質(zhì)量數(shù)為249、 252、 253和254的锎同位素。
锎的同位素半衰期各有不同,其中性質(zhì)最穩(wěn)定的是锎-251,其半衰期為900年。其他的同位素中,除了锎-251,锎-249,锎-250和锎-252外,其半衰期均在1年以下,大部分甚至低于20分鐘。
如今自然界中已經(jīng)沒(méi)有了天然锎的存在。如果人工合成1克的锎-252,就需要消耗10公斤的钚-239以及40公斤的钚-235,成本極其高昂。截止到1975年,全球一共只有1克的锎。
目前,只有美國(guó)和俄羅斯分別擁有一處生產(chǎn)锎的設(shè)施,截止2003年,兩處設(shè)施每年也只生產(chǎn)0.25克和0.025克的锎-252。即使全世界所有的锎加到一起,還不足以打成一顆戒指。
锎的性質(zhì)
锎的熔點(diǎn)為900℃,估計(jì)沸點(diǎn)為1470℃,呈銀白色,極易恢發(fā),在室溫下會(huì)緩慢失去光澤,濕度越高,變化速度越快。
锎的化學(xué)性質(zhì)活潑,能夠和氫氧氮等氧族元素加熱發(fā)生反應(yīng),和其他+3價(jià)錒系元素類似,處于金屬態(tài)時(shí)具有延展性,可以用刀片切開(kāi),它不易溶于水,但會(huì)附著到泥土上。
地質(zhì)勘探中,可以利用锎-252來(lái)探測(cè)深處底層的礦物儲(chǔ)藏情況。只需要將一支裝有锎-252的特質(zhì)測(cè)管放入勘測(cè)孔內(nèi),就可以得到底層內(nèi)各種礦物的信息。刑偵案件中,锎-252可以對(duì)血跡,油污,土壤和灰燼等物質(zhì)進(jìn)行分析,尋找有用的線索。
作為高能量中子源,锎-252可以用來(lái)治療癌癥,被廣泛應(yīng)用于化療中。1968年,锎首次應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。利用特制的儀器,將中子源放入人體或病灶腫瘤內(nèi)進(jìn)行腔內(nèi)組織照射,就可以殺死癌細(xì)胞,僅4微克的锎-252就可以達(dá)到理想的治療效果。
锎作為一種放射性元素,其使用和處理需要遵循嚴(yán)格的安全措施,以確保不對(duì)人類和環(huán)境造成潛在危害。
未來(lái)的锎應(yīng)用需要在技術(shù)創(chuàng)新和安全管理方面取得平衡,保證其在推動(dòng)科技進(jìn)步的同時(shí)又能兼顧生產(chǎn)安全。
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?????????? (配圖為汽車) ??????