放射性金属

天然放射性金属元素

放射性金属，是指能够放射出α、β、γ 三种射线的金属元素。α射线是带正电荷的氦核粒子流；β射线是高速电子流；γ射线是波长比X射线更短的电磁波--光子流。

介绍

放射性金属主要指所有人造元素和锕系元素等具有放射性的金属（元素周期表最下面两行居多），可以放射出人眼看不见的射线，对人体造成的严重危害。有天然放射性金属（铀、钍等）和人工放射性金属（钚、锔等）。

发现简史

1895年，德国物理学家伦琴在研究气体放电和阴极射线的基础上，发现了X射线。1912年，德国物理学家劳厄解开了“X”之谜，证明X射线是一种波长很短的电磁波。而在X射线的深入研究和应用基础上，终于迎来“放射性”的重大发现。

1896年3月，法国物理学家贝克勒尔，发现了硫酸双氧铀钾中的铀有“放射性”。铀是人类发现的第一个放射性金属元素。

1896年7月，比埃尔·居里和居里夫人，在研究铀的放射性过程中，发现了比铀的放射性强400倍的新放射性金属元素钋。年底，他们又宣布发现了比铀的放射性强200万倍的放射性金属元素镭。钋的命名，寓含居里夫妇对祖国波兰的纪念，而镭的拉丁文原意是“射线”。

1899年，法国科学家安德烈·德拜耳尼发现锕，随后在1902年德国化学家弗雷德里奇·奥托-吉赛尔也独立地发现了该元素。

分类

放射性金属可分为天然的（见天然放射性元素）和人造的（见人造元素）两类。天然放射性金属有钋（84 Po）、钫（87Fr）、镭（88Ra）、锕（89Ac）、钍（90Th）、镤（91Pa）、铀（92U）。铀和钍赋存于矿物中。天然放射性金属的制取是先从含铀、钍的矿物用化学方法制得纯化合物，然后再把纯化合物还原成金属。

人造放射性金属有锝（43Tc）、钷（61Pm）及锕系元素中的超铀元素，其中包括镎（93Np）、钚（94Pu）、镅（95Am）、锔（96Cm）、锫（97Bk）、锎（98Cf）、锿（99Es）、镄（100Fm）、钔（101Md）、锘（102No）、铹（103Lr）。此外还有锕系后元素，目前已合成的有104号元素至109号元素。人造放射性金属均利用核反应制取，先经分离制得纯化合物，然后再还原成金属。

各放射性金属元素都有若干个放射性核素（同位素），其中绝大多数是不稳定的，能通过衰变转变成另一核素，从而形成放射性衰变系。已知存在着三个天然的和一个人工的放射性衰变系。

放射性金属实例

镭

镭的放射性，是镭原子的不断裂变，1克镭每秒可“放射”出370亿个α粒子（带正电的氦原子核）。1克镭的放射性能量转化为热能，高达28亿卡，可融化3吨多冰！医学上利用镭的放射性来治疗癌症和顽癣，还可用于激发荧光材料发光等等。

铀

铀是原子弹和核电站的“原料”。自然界的铀，有铀235、铀238和铀234三种，天然铀矿中以铀238为主（约占99.28%），铀235仅占0.715，而铀234仅占0.00006%。而原子弹、核电站使用的都是铀235。铀238通过“吞食”中子转变为钚239，就可以用作原子弹或核电站的燃料了。

钚

钚的大规模制备是通过反应堆中的核反应进行的，由铀238 吸收中子后生成，再用溶剂萃取和离子交换纯化。钚是易裂变的放射性元素，能用作核燃料，用于制造核武器。钚用作快中子增殖反应堆燃料时，新形成的钚比消耗的钚还要多，可使铀238转变为钚而加以充分利用。钚238用于制造同位素电池，用作宇宙飞船、人造卫星、航标灯的电源。

锕

锕227的半衰期为21.77 年。存在于沥青铀矿及其它含铀矿物中。人工制备锕的数量极少，其在商业和科学研究方面极为有限。与镭相似在黑暗中发光。其名字来自于希腊文“aktinos”，意为“射线”或“光束”。

放射危害及防护

射线危害

放射性金属可以放射出人眼看不见的射线，对人体造成的严重危害。

在大剂量的射线照射下，放射性对人体和动物存在着某种损害作用。如在400rad的照射下，受照射的人有5%死亡；若照射650rad，则人100%死亡。照射剂量在150rad以下，死亡率为零，但并非无损害作用，住往需经20年以后，一些症状才会表现出来。放射性也能损伤遗传物质，主要在于引起基因突变和染色体畸变，使一代甚至几代受害。

放射性物质具有α、β、γ三种衰变形式。三种衰变的特性不同，对人体危害程度各异。其中以α射线的内照射危害最大，因为它的射程短，一张纸就可以阻挡住。可集中在人体小范围内进行强烈的内照射，使小范围的肌体组织承受高度集中的辐射能而造成损伤。如在呼吸道器官中的α粒子的射程正好可以轰击到支气管上皮基底细胞核上，而造成严重的呼吸道疾病，乃至肺癌。

射线对人体的危害不仅来自于α粒子的内照射，也来自β、γ及其他射线的外照射。

根据有关资料介绍，青年妇女在怀孕前受到诊断性照射（0.7～5rad）后其小孩发生Down?s综合症的几率增加9倍。低剂量的照射对人胎儿是有害的。

此外，放射性辐射尚可诱发致癌机理，目前有两种主要假说：“一是辐射诱发体细胞突变，从而使正常细胞向恶性细胞转变；二是辐射可使细胞的环境发生变化，从而有利于病毒的复制和病毒诱发恶性病变。

除致癌效应外，辐射的晚期效应还包括再生障碍性贫血、寿命缩短、白内障和视网膜发育异常。

辐射防护

X线穿透人体将产生一定的生物效应。若接触的X线量过多，超过容许曝射量，就可能产生放射反应，甚至产生一定程度的放射损害。但是，如X线曝射量在容许范围内，一般影响极小。人们不必因为辐射而拒绝必要的X光和CT检查，更不必为此连医院的放射科的区域都不敢进。

技术方面：可以采取屏蔽防护和距离防护原则。屏蔽防护是指使用原子序数较高的物质，常用铅或含铅的物质，作为屏障以吸收不必要的x线。距离防护是指利用x线曝射量与距离平方成反比这一原理，通过增加x线源与人体间距离以减少曝射量。

从x线管到达人体的x线，有原发射线和继发射线两类，继发射线是原发射线照射穿透其他物质过程中发生的，其能量较原发射线小，便影响较大。通常采用x线管壳、遮光筒和光圈、滤过板、荧屏后铅玻璃、铅屏、铅橡皮围裙、铅手套以及墙壁等，进行屏蔽防护。增加人体与x线源的距离以进行距离防护，是简易的防护措施。

患者方面：没有特别需要陪护的患者，家属不必一起跟去做检查，这样受辐射完全不必要。医务人员不能因为患者和受检者仅仅是来医院检查一次而忽略对他们的保护；受检者也要有自我保护意识，拒绝不合理的医疗照射。为了避免不必要的x线曝射和超过容许量的曝射，应选择恰当的x线检查方法，设计正确的检查程序。每次x线检查的曝射次数不宜过多，也不宜在短期内作多次重复检查（这对体层摄影和造影检查尤为重要）。在投照时，应当注意投照位置、范围及曝射条件的准确性。对不需要检查的部位应穿戴防护用品（铅围裙、铅围脖、铅帽、铅眼睛、铅手套、牙科防护裙等）遮盖。

放射线工作者方面：应遵照国家有关放射护卫生标准的规定制定必要的防护措施，正确进行x线检查的操作，认真执行保健条例，定期监测射线工作者所接受的剂量。在X线环境工作时要穿戴铅围裙、铅围脖、铅帽、铅眼镜、铅手套、铅面罩及性腺防护等，并利用距离防护原则，加强自我防护。

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