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钫元素:难以琢磨的放射性元素

资讯 6个月前 莱宏博
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钫元素(Fr)是元素周期表中的第87号元素,这是一种天然存在但极为罕见的放射性元素。钫元素的形成和衰变极快,因此没有实际用途,多用于科学研究。

钫元素:难以琢磨的放射性元素
钫元素是元素周期表上的第87号元素

然而,钫元素具有一些有趣的特性:它是仅有的一种没有已知稳定形式的元素,并且它具有最大的原子半径。

元素周期表中的一些元素在地球上相对丰富,例如氢、氦、氧和碳。而其他元素则更加难以捉摸:钷元素和铥元素是最不常见的两种。钫元素则属于难以琢磨的一类元素。

虽然钫元素有34种同位素,但是在自然界中只有钫223和钫221两种同位素存在,而这34种钫同位素都不能够稳定存在,这其中钫223还是最稳定的同位素,它的半衰期也才21.8分钟。所以目前自然界中所有的钫223都是其他元素衰变的过程中形成的,是一种动态存在。根据科学家的估计,在任何时刻,整个地壳中的钫元素总量大约只有30克。

钫元素于1939年由法国物理学玛格丽特·佩雷(Marguerite Perey)首次发现,玛格丽特·佩雷是居里夫人(Marie Curie)的助理,她以佩雷(Perey)的故乡命名这一新发现。这种稀有元素被认为是最后在自然界中发现的元素之一。

钫元素的特性:

原子序数(原子核中的质子数):87
原子符号(在元素周期表上):Fr
原子量(原子的平均质量):223
密度:未知
室温相:固体
熔点:27℃
沸点:677℃

钫元素:难以琢磨的放射性元素
钫元素原子结构图

钫元素用途和半衰期

因为钫元素是如此稀有,所以想要研究它的科学家首先必须在核反应中制造它:用中子轰击镭元素,或者用质子轰击钍元素。

镭(原子序数88)是一种放射性金属化学元素,而钍(原子序数90)是一种天然存在的放射性金属。

那么钫元素有一些具体的用途么?

实话实说到目前为止,科学家还没有发现钫元素的实际用途,因为钫元素的半衰期都很短,所以目前还没有发现任何生物需要使用到它。

当钫223发射电子时,它通过β衰变镭223,或通过α衰变砹219。对于放射性元素来说,钫的半衰期非常短。相比之下,锝99(用于医学成像)的半衰期为6小时。铀235(用于核反应堆的类型)的半衰期长达703,800,000年。

虽然钫的半衰期非常短,而且由于它的放射性而具有很强的毒性,但它的特性使其成为一个引人注目的研究课题,所以钫在科学界主要被用于开发和测试理论模型,特别是对于测试基于机器学习的物理和化学模型非常有用,这可能是钫元素唯一能够发挥作用的地方吧。

目前我们还不知道宏观的钫元素长啥样,毕竟它的数量太少,半衰期又很短,科学家推测它可能是一种银灰色的金属物质,类似于其他碱性金属

钫元素危险吗?

鉴于钫的数量很少,它不会对人类造成太大的风险,但假设有人能够掌握大量的钫怎么办?钫会被认为是危险的吗?

钫有两个主要风险:一个是放射性。当它衰变时,它会释放出高能粒子,这些粒子可以使周围组织电离(导致烧伤),或破坏DNA链(导致癌症)。然而,由于钫很难制造,因此不太可能获得足够引起严重问题的钫。

另一个风险是它是一种碱金属。理论上如果有大量的钫元素暴露在空气中的话,那它是可能很容易自燃的,而且会烧得非常厉害。

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版权声明:莱宏博 发表于 2022年8月1日 上午6:44。
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