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化学元素|害死居里夫人的元凶 至今仍“活”在其笔记本上

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早在一百多年前 ， 有一位科学家几乎将自己的一生都奉献给化学元素提取工作 ， 她就是居里夫人（玛丽·居里） 。
11月8日 ， 诺贝尔奖官方推特公布了居里夫人使用过的笔记本 。
诺贝尔奖方面称 ， 居里夫人于1934年7月4日死于再生障碍性贫血 ， 这是她多年来在工作中受到辐射的结果 。 即使在今天 ， 她的一些书籍和论文仍具有强烈放射性 ， 必须放在铅盒中保存 。 本次诺贝尔奖方面所展示的这个笔记本 ， 其所具有的放射性还将持续1500年 。
“从科学角度来讲 ， 笔记本仍具放射性 ， 这很正常 。 ”中国原子能科学研究院（以下简称原子能院）放射化学研究所所长郑卫芳在接受科技日报采访人员采访时表示 。
放射性持久度由核素半衰期决定
1896年 ， 法国物理学家贝克勒尔在实验中发现元素铀会自发地发出一种类似X射线的有穿透力的射线 。 之后 ， 居里夫人发现这种现象不仅仅是铀的特性 ， 而是某些元素的共同特性 ， 她把这种特性称为放射性 ， 把有这种性质的元素叫做放射性核素 。 经过几年的努力 ， 她找到了另外的放射性核素——钋（Po）和镭（Ra） ， 并因此成为世界首位两获诺贝尔奖的人 。
【化学元素|害死居里夫人的元凶 至今仍“活”在其笔记本上】郑卫芳告诉采访人员 ， 居里夫人所用过的笔记本仍具放射性 ， 并将持续千年 ， 这与放射性核素的半衰期直接相关 。
在物理学上 ， 放射性核素的半衰期是指一个样本内 ， 其放射性原子衰变至原来数量的一半所需的时间 。 放射性核素的半衰期长短差别很大 ， 短的远远小于一秒 ， 长的可达数十万年 。 半衰期越短 ， 代表其原子越不稳定 ， 每颗原子发生衰变的几率也越高 。
钋元素的原子序数是84 ， 是一种呈银白色的金属 。 根据研究 ， 这种元素在地球上十分稀有 ， 但却有剧毒 ， 它的半衰期是138天 ， 如果居里夫人笔记本上沾染的是钋元素 ， 如今其辐射基本可以忽略不计 。
如果是镭元素 ， 情况就大不一样了 。 镭元素的原子序数为88 ， 是一种具有很强放射性的元素 。 在镭的同位素家族中 ， 最稳定的同位素为镭-226 ， 半衰期约为1600年 。 这也意味着 ， 经过一个半衰期 ， 也就是经过1600年 ， 其放射性强度才会降为初始值的1/2 。
那么 ， 居里夫人笔记本上的放射性核素能否去除？郑卫芳告诉采访人员 ， 可以用去污剂擦拭 ， 但这只能将放射性核素转移 ， 并不能将其消灭 。 要消灭放射性核素 ， 或者缩短放射性核素的半衰期 ， 除了其原子核的自发衰变外 ， 还可以借助核反应（专业术语叫嬗变） ， 将半衰期上千年甚至万年的长寿命核素嬗变成半衰期更短的核素 。 人工核嬗变可以利用核反应堆、粒子加速器等装置实现 。
放射性核素的处理多在热室进行
放射性核素究竟有什么用途呢？以镭为例 ， 它在衰变的过程中会释放出α射线和γ射线 ， 同时产生一种名为氡的放射性气体 。 α射线和γ射线对细菌、细胞具有杀伤作用 ， 所以在临床医学上被用来治疗癌症 。 此外 ， 在探测石油资源的过程中 ， 技术人员使用镭铍混合剂来作为中子放射源 。
另外 ， 人们听到最多的放射性核素可能是铀和钚 ， 这两种物质是制造核武器的原料 。 它们通过核裂变反应释放出大量的能量 ， 同时也释放出高强度的辐射 ， 投于长崎市的原子弹 ， 就使用了钚制作内核部分 。
随着认识的深入 ， 人类对放射性核素的防范意识也不断提升 ， 并慢慢建立起相应的防护体系 。 现在对强放射性核素的处理都是在防范措施到位的热室进行 。 热室是将放射性核素封闭包裹的特殊设施 ， 可防止射线穿透或泄漏出来对人造成伤害 。
2015年 ， 我国首座动力堆燃料后处理研发设施热室正式启用 ， 其墙体厚达1.1米 ， 安装了7层厚的铅玻璃窥视窗 。 之所以选择铅玻璃 ， 因为铅能屏蔽射线 。 此外 ， 操作必须在密闭、负压同时保持通风的环境下进行 。
与传统烟囱不同 ， 热室的烟囱并不冒烟 ， 因为核反应不像普通燃烧那样发生化学反应 ， 而是依靠原子质量亏损释放能量 ， 因此不会排放二氧化碳 ， 二氧化硫及氮氧化物 。 经过多重过滤 ， 热室内的排风系统会吸附热室空气中的放射性核素 ， 在达到严格排放标准后 ， 气体才被允许通过烟囱排放出去 。
责任编辑：周珊珊(EK006)

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