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化学元素中的钋与砹


实验室k / 2018-12-15

       钋是由玛丽·居里和皮埃尔·居里发现,并根据玛丽·居里的祖国波兰的名字命名的(钋的英文是polonium,是按照波兰的英文名字Poland命名的)。钋是在铀(92)矿石中自然产生的,但用于抗静电刷的钋则是人工新鲜制备的。

钋的基本数据

       抗静电刷是目前钋在民用方面最常见的用途。这种刷子可用于去除唱片和电影胶片上聚集的静电,以免吸引灰尘。装在抗静电刷的猪鬃后面的是一条含有钋的金色箔带,它会使它周围的空气电离,从而能吸收静电荷。这条箔带由周围镀着一薄层金(79)的金属银(47)制成,在银和金之间有一层非常薄的钋。

       有趣的是,这条箔带不是通过将钋包在银和金之间的方法来制造得。取而代之的是,钋是在箔带完全装配好以后就地生成的:在银箔上先镀上铋(83),再镀上金,然后用强烈的中子束对其照射,使一些铋嬗变为钋。这是个极其聪明的做法,因为钋决不能在开放的地方存在——10纳克(一亿分之一克)钋就能致命。前苏联克格勃特工亚历山大·利特维年科2006年在伦敦死于钋中毒,人们立刻产生怀疑的一个原因是:他被下了那么多的钋,大约有10微克(十万分之一克),它唯一合理的来源只能是拥有核工业的政府(2006年,叛逃到西方的前苏联克格勃特工亚历山大·利特维年科在伦敦和一位来自意大利的朋友共同在一家日本料理店进餐后发生呕吐,一个月后死亡。警察在他的尿中发现了大量放射性的钋-210,尸检发现他体内大量的钋价值高达3000万欧元。他的尸体只能装在特制的棺木中,以防放射性泄漏。西方普遍怀疑是克格勃暗杀了他)。事情终归会水落石出的。毫无疑问,从现在起50年后所有细节都会浮出水面,而从这里关于元素的文章揭露谁是杀死利特维年科的凶手还有很长的距离。但俄罗斯政府有效地控制着全世界钋的供应以及它希望利特维年科死的动机看上去有点儿不妙。

       钋最常见的同位素钋-210的放射性是如此之强,以至于大块的纯钋会由于激发其周围的空气而会闪闪发光。虽然每1克钋能持续放出约140瓦的能量,但是和砹相比,那简直算不了什么。


       砹是真正令元素收藏家感到泪丧的四种元素中的第一种。另外三种是钫(87)、锕(89)和镤(91)。氡(86)也会引起小小的烦恼,但不会那么多。

砹的基本数据

       就像从氢(1)到铀(92),其中除了锝(43)以外的所有元素那样,砹被认为是天然存在的。但它的半衰期只有8.3小时,这意味着无论在什么时候天然存在的砹都不会存留很长时间。粗略的估算表明,在任何给定的时间里,整个地球上存在的砹大约有1盎司,但每一天的1盎司砹都不是相同的那1盎司。通过储藏量大得多的铀(92)和钍(90)的衰变能够持续补充砹的供应。

       元素收藏家特有的解决办法是展示含有铀或钍的放射性矿物标本,同时一边晃动着手一边谈论其中可能含有一到两个砹原子。可能含有一两个,但更多的情况是一个也没有。在北美洲深达10英里的所有地壳板块中,在任何时刻都大约有一万亿个天然产生的砹原子。你凭什么就相信在你那一小块岩石里就有机会存在一个砹原子?

       尽管半衰期很短,人们仍在研究将砹用于癌症的辐射治疗。当你考虑到在锝这一部分中讨论到的锝-99m也广泛用于医疗并同样具有很短的半衰期时,这就不那么令人惊奇了,其诀窍就在于开发出一种紧凑的设备,这样医院就能根据需要当场生产这类物质。

       虽然半衰期只比砹长几倍,但氡的含量比砹丰富得多,以至于它的名字在世界上的许多地区达到了家喻户晓的地步。


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