放射性金屬:介紹,發現簡史,分類,放射性金屬實例,鐳,鈾,鈽,錒,放射危害及防護,

放射性金屬，是指能夠放射出α、β、γ 三種射線的天然放射性金屬元素。α射線是帶正電荷的氦核粒子流；β射線是高速電子流；γ射線是波長比X射線更短的電磁波--光子流。

基本介紹

中文名：放射性金屬
外文名：Radioactive metals
分類：人工、天然放射性金屬
學科：有色金屬冶金
實例：釙、鍅、鐳等
套用：核燃料等

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介紹

放射性金屬主要指所有人造元素和錒系元素等具有放射性的金屬（元素周期表最下面兩行居多），可以放射出人眼看不見的射線，對人體造成的嚴重危害。有天然放射性金屬（鈾、釷等）和人工放射性金屬（鈽、鋦等）。

發現簡史

1895年，德國物理學家倫琴在研究氣體放電和陰極射線的基礎上，發現了X射線。1912年，德國物理學家勞厄解開了“X”之謎，證明X射線是一種波長很短的電磁波。而在X射線的深入研究和套用基礎上，終於迎來“放射性”的重大發現。

1896年3月，法國物理學家貝克勒爾，發現了硫酸雙氧鈾鉀中的鈾有“放射性”。鈾是人類發現的第一個放射性金屬元素。

1896年7月，比埃爾·居里和居里夫人，在研究鈾的放射性過程中，發現了比鈾的放射性強400倍的新放射性金屬元素釙。年底，他們又宣布發現了比鈾的放射性強200萬倍的放射性金屬元素鐳。釙的命名，寓含居里夫婦對祖國波蘭的紀念，而鐳的拉丁文原意是“射線”。

1899年，法國科學家安德烈·德拜耳尼發現錒，隨後在1902年德國化學家弗雷德里奇·奧托-吉賽爾也獨立地發現了該元素。

分類

放射性金屬可分為天然的（見天然放射性元素）和人造的（見人造元素）兩類。天然放射性金屬有釙（84 Po）、鍅（87Fr）、鐳（88Ra）、錒（89Ac）、釷（90Th）、鏷（91Pa）、鈾（92U）。鈾和釷賦存於礦物中。天然放射性金屬的製取是先從含鈾、釷的礦物用化學方法製得純化合物，然後再把純化合物還原成金屬。

人造放射性金屬有鎝（₄₃Tc）、鉅（₆₁Pm）及錒系元素中的超鈾元素，其中包括鎿（93Np）、鈽（94Pu）、鎇（95Am）、鋦（96Cm）、錇（97Bk）、鐦（98Cf）、鑀（99Es）、鐨（100Fm）、鍆（101Md）、鍩（102No）、鐒（₁₀₃Lr）。此外還有錒系後元素，目前已合成的有104號元素至109號元素。人造放射性金屬均利用核反應製取，先經分離製得純化合物，然後再還原成金屬。

各放射性金屬元素都有若干個放射性核素（同位素），其中絕大多數是不穩定的，能通過衰變轉變成另一核素，從而形成放射性衰變系。已知存在著三個天然的和一個人工的放射性衰變系。

放射性金屬實例

鐳

鐳的放射性，是鐳原子的不斷裂變，1克鐳每秒可“放射”出370億個α粒子（帶正電的氦原子核）。1克鐳的放射性能量轉化為熱能，高達28億卡，可融化3噸多冰！醫學上利用鐳的放射性來治療癌症和頑癬，還可用於激發螢光材料發光等等。

鈾

鈾是核子彈和核電站的“原料”。自然界的鈾，有鈾235、鈾238和鈾234三種，天然鈾礦中以鈾238為主（約占99.28%），鈾235僅占0.715，而鈾234僅占0.00006%。而核子彈、核電站使用的都是鈾235。鈾238通過“吞食”中子轉變為鈽239，就可以用作核子彈或核電站的燃料了。

鈽

鈽的大規模製備是通過反應堆中的核反應進行的，由鈾238 吸收中子後生成，再用溶劑萃取和離子交換純化。鈽是易裂變的放射性元素，能用作核燃料，用於製造核武器。鈽用作快中子增殖反應堆燃料時，新形成的鈽比消耗的鈽還要多，可使鈾238轉變為鈽而加以充分利用。鈽238用於製造同位素電池，用作宇宙飛船、人造衛星、航標燈的電源。

錒

錒227的半衰期為21.77 年。存在於瀝青鈾礦及其它含鈾礦物中。人工製備錒的數量極少，其在商業和科學研究方面極為有限。與鐳相似在黑暗中發光。其名字來自於希臘文“aktinos”，意為“射線”或“光束”。

放射危害及防護

射線危害

放射性金屬可以放射出人眼看不見的射線，對人體造成的嚴重危害。

在大劑量的射線照射下，放射性對人體和動物存在著某種損害作用。如在400rad的照射下，受照射的人有5%死亡；若照射650rad，則人100%死亡。照射劑量在150rad以下，死亡率為零，但並非無損害作用，住往需經20年以後，一些症狀才會表現出來。放射性也能損傷遺傳物質，主要在於引起基因突變和染色體畸變，使一代甚至幾代受害。

放射性物質具有α、β、γ三種衰變形式。三種衰變的特性不同，對人體危害程度各異。其中以α射線的內照射危害最大，因為它的射程短，一張紙就可以阻擋住。可集中在人體小範圍內進行強烈的內照射，使小範圍的肌體組織承受高度集中的輻射能而造成損傷。如在呼吸道器官中的α粒子的射程正好可以轟擊到支氣管上皮基底細胞核上，而造成嚴重的呼吸道疾病，乃至肺癌。

射線對人體的危害不僅來自於α粒子的內照射，也來自β、γ及其他射線的外照射。

根據有關資料介紹，青年婦女在懷孕前受到診斷性照射（0.7～5rad）後其小孩發生Down?s綜合症的幾率增加9倍。低劑量的照射對人胎兒是有害的。

此外，放射性輻射尚可誘發致癌機理，目前有兩種主要假說：“一是輻射誘發體細胞突變，從而使正常細胞向惡性細胞轉變；二是輻射可使細胞的環境發生變化，從而有利於病毒的複製和病毒誘發惡性病變。

除致癌效應外，輻射的晚期效應還包括再生障礙性貧血、壽命縮短、白內障和視網膜發育異常。

輻射防護

X線穿透人體將產生一定的生物效應。若接觸的X線量過多，超過容許曝射量，就可能產生放射反應，甚至產生一定程度的放射損害。但是，如X線曝射量在容許範圍內，一般影響極小。人們不必因為輻射而拒絕必要的X光和CT檢查，更不必為此連醫院的放射科的區域都不敢進。

技術方面：可以採取禁止防護和距離防護原則。禁止防護是指使用原子序數較高的物質，常用鉛或含鉛的物質，作為屏障以吸收不必要的x線。距離防護是指利用x線曝射量與距離平方成反比這一原理，通過增加x線源與人體間距離以減少曝射量。

從x線管到達人體的x線，有原發射線和繼發射線兩類，繼發射線是原發射線照射穿透其他物質過程中發生的，其能量較原發射線小，便影響較大。通常採用x線管殼、遮光筒和光圈、濾過板、螢屏後鉛玻璃、鉛屏、鉛橡皮圍裙、鉛手套以及牆壁等，進行禁止防護。增加人體與x線源的距離以進行距離防護，是簡易的防護措施。

患者方面：沒有特別需要陪護的患者，家屬不必一起跟去做檢查，這樣受輻射完全不必要。醫務人員不能因為患者和受檢者僅僅是來醫院檢查一次而忽略對他們的保護；受檢者也要有自我保護意識，拒絕不合理的醫療照射。為了避免不必要的x線曝射和超過容許量的曝射，應選擇恰當的x線檢查方法，設計正確的檢查程式。每次x線檢查的曝射次數不宜過多，也不宜在短期內作多次重複檢查（這對體層攝影和造影檢查尤為重要）。在投照時，應當注意投照位置、範圍及曝射條件的準確性。對不需要檢查的部位應穿戴防護用品（鉛圍裙、鉛圍脖、鉛帽、鉛眼睛、鉛手套、牙科防護裙等）遮蓋。

放射線工作者方面：應遵照國家有關放射護衛生標準的規定製定必要的防護措施，正確進行x線檢查的操作，認真執行保健條例，定期監測射線工作者所接受的劑量。在X線環境工作時要穿戴鉛圍裙、鉛圍脖、鉛帽、鉛眼鏡、鉛手套、鉛面罩及性腺防護等，並利用距離防護原則，加強自我防護。

放射性金屬