元素

98 锎 中子源的元素

本文作者:漂泊

锎是第六种被发现的超铀元素,它以发现地加尼福尼亚命名。锎一种高效的中子源,可以用于癌症治疗。

锎的基本物理性质

分类 第ⅢB族▪锕系金属
原子序号原子量 98 (251)
电子配置 5f107s2
密度 15.1 g/cm3
熔点 900 oC
沸点 1745 oC
形状 银白色金属
发现者 Glenn T. Seaborg, Leon O. Morgan, Ralph A. James, Albert Ghiorso
主要的同位素 249Cf, 251Cf, 252Cf, 254Cf
用途例 中子源
前后的元素 锫-锎-锿

锎的发现

1950年,加州大学伯克利分校的Glenn T. Seaborg、Leon O. Morgan、Ralph A. James和Albert Ghiorso利用回旋粒子加速器加速氦核轰击锔得到了98号元素。他们以发现地加尼福尼亚州将该元素命名为Californium(锎)。锎是第六种被发现的超铀元素。

1954年,爱达荷国家实验室通过对钚靶进行辐射处理,制备了一定量的锎。在制得的样本中可以观察到252Cf的高自发裂变率。1958年,利用中子对239Pu辐射连续5年之后,其中出现了锎从249Cf到252Cf的各个同位素。1960年,劳伦斯伯克利国家实验室的Burris Cunningham和James Wallman把锎置于蒸汽与盐酸中,第一次制成了锎的化合物——三氯化锎、氯氧化锎及氧化锎。

1960年代,位于美国田纳西州橡树岭的橡树岭国家实验室利用其高通率同位素反应炉(HFIR)产生了少量的锎。到1995年为止,HFIR的实际锎年产量为500毫克。美国原子能协会在1970年代初起向工业及学术机构销售252Cf,每微克价格为10美元,从1970至1990年每年一共售出150微克252Cf。Haire和Baybarz于1974年用镧还原了氧化锎(III),首次制成数微克重、厚度小于1微米的锎金属薄片。 [1-4]

金属锎

中子源

锎可以作为高通量的中子源,在核医学领域可用来治疗恶性肿瘤。252Cf中子源可以制造的非常小,利用特制的施源器送到肿瘤部位,或者植入到肿瘤组织中进行治疗。对于口腔癌、直肠癌、食道癌、胃癌、鼻腔癌等都有非常好的疗效。这种方法无须让病人全身接受放射性射线,放射反应轻且能够彻底杀死癌细胞。

每微克的锎每分钟能够产生1.39亿个中子。因此锎也可以用作核反应炉的中子启动源。此外,由于中子的穿透能力很强,所以锎也被用与各种探测器中,如燃料棒扫描仪以及便携式金属探测器等。[5-7]

参考文献

  • [1] Cunningham, B. B. (1968). “Californium”. In Hampel, Clifford A. (ed.). The Encyclopedia of the Chemical Elements. Reinhold Book Corporation. LCCN 68029938.
  • [2] Thompson, S. G.; Street, Jr., K.; A., Ghiorso; Seaborg, Glenn T. (1950). “Element 98”. Physical Review. 78 (3): 298. Bibcode:1950PhRv…78..298T. doi:10.1103/PhysRev.78.298.2.
  • [3] Thompson, S. G.; Street, Jr., K.; Ghiorso, A.; Seaborg, Glenn T. (1950). “The New Element Californium (Atomic Number 98)” (PDF). Physical Review. 80 (5): 790. Bibcode:1950PhRv…80..790T.
  • [4] Street, K., Jr.; Thompson, S. G.; Seaborg, Glenn T. (1950). “Chemical Properties of Californium”. Journal of the American Chemical Society. 72 (10): 4832. doi:10.1021/ja01166a528. hdl:2027/mdp.39015086449173.
  • [5] “The High Flux Isotope Reactor”. Oak Ridge National Laboratory. Archived from the original on May 27, 2010. Retrieved August 22, 2010.
  • [6] Osborne-Lee, I. W.; Alexander, C. W. (1995). “Californium-252: A Remarkable Versatile Radioisotope”. Oak Ridge Technical Report ORNL/TM-12706. doi:10.2172/205871.
  • [7] Martin, R. C. (September 24, 2000). Applications and Availability of Californium-252 Neutron Sources for Waste Characterization. Spectrum 2000 International Conference on Nuclear and Hazardous Waste Management. Chattanooga, Tennessee. Archived from the original on June 1, 2010. Retrieved May 2, 2010.

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