锎是一种人工合成的放射性化学元素,它的化学符号是Cf,它的原子序数是98,属于锕系元素之一。
锎元素矿石
科学家们在1952年氢弹试爆的残骸物中也发现了锎元素的存在,但锎并不是一定要氢弹爆炸才能产生。早在1950年,美国核化学家格林-西博格等人就曾用氦离子轰击锔从而产生了锎。名称是以美国的加利福尼亚州命名,因为发现它的科学家在加州大学伯克利分校工作。
地球上有着极少量的锎,主要出现在含铀量很高的铀矿中。锎在地壳中并不存在,因为它的核不稳定。铀在捕获中子之后进行β衰变,从而形成锎。在使用锎进行探矿或医学治疗的设施附近也可以发现锎。直到1975年,全世界才大约有1克的锎。用途最为广泛的是锎252同位素,能以惊人的速度释放中子,每分钟达到1.7亿个。这一特性使锎元素非常危险,但是却能广泛应用于分析金银等的纯度、检测金属疲劳度、启动核反应堆和探测地雷等方方面面。
1980年之前大气层核试验的辐射落尘散落在环境中,其中含有少量的锎。从空气中采得的核爆辐射落尘中曾被发现含有质量数为249、252、253和254的锎同位素。
科学家曾认为超新星会产生锎,因为超新星物质的衰变符合Cf的60天半衰期。不过,之后的研究未能探测到锎谱线,人们也一般认为超新星的光变曲线是符合镍-56的特征的。
锎元素是世界上最昂贵的元素,1克价值2700万美元,是金子的65万倍。
美国原子能协会在1970年代初起向工业及学术机构销售锎-252同位素,每微克价格为10美元,从1970至1990年每年一共售出150微克锎-252。Haire和Baybarz于1974年用镧金属还原了氧化锎(III),首次制成数微克重、厚度小于1微米的锎金属薄片。
中国生产和应用锎-252中子源始于20世纪90年代。锎是一种人造元素,其同位素锎-252被用于近距离治疗。这种同位素首次发现于氢弹爆炸后的尘埃,是能够产生丰富中子的唯一核素。1968年医用锎源被用来治疗首例病人,中子近距离治疗法由此诞生。中子治癌是最先进的癌症治疗方法之一,治疗效果优于当前被广泛使用的放疗。它无须让病人全身接受放射性射线,而是利用特制的施源器将中子源送入人体或肿瘤内进行腔内、管内或组织间照射,放射反应轻且能够彻底杀死癌细胞。
由于锎-252中子源可以做得很小很细,这是其它中子源所做不到的,所以把中子源经过软管送到人体腔内器官肿瘤部位,或者植入到人体的肿瘤组织内进行治疗。特别是对子宫癌、口腔癌、直肠癌、食道癌、胃癌、鼻腔癌等,锎-252中子治疗都有相当好的疗效。
危害
锎累积在骨骼组织里的锎会释放辐射,破坏身体制造红血球的能力。由于放射性极强,在环境中的存量极低,所以锎在生物体中没有任何自然的用途。
在进食受锎污染的食物或饮料,或吸入含有锎的悬浮颗粒之后,锎就会进入体内。在身体里,只有0.05%的锎会进入血液里,其中的65%会积累在骨骼中,肝脏25%,其余的主要通过排尿排出身体。骨骼和肝脏中积累的锎分别会在50年和20年后消失。锎会首先附在骨骼的表面,之后会慢慢蔓延到骨骼的各个部分。
一旦进入体内,锎会造成很大的损害。另外,锎-249和锎-251能释放伽马射线,对外表组织造成伤害。锎所释放的电离辐射在骨骼和肝脏中可致癌。