资料显示 , 1961年时有人从3.5千克的沥青铀矿当中提炼出了1×10^-9克99Tc , 一千克铀含量的铀矿石当中含有5×10^-10克99Tc 。 后来 , 在核反应堆燃烧过的铀棒当中 , 也回收到了不少锝 。
沥青铀矿是提取铀的主要原料
总之别看这家伙在地球上确实是踪迹难寻 , 但是在各种反应之下诞生的量并不少 , 因此通过其他方式制得或者提取的锝不在少数 。 可见43号元素只是表面失踪 , 实际一直陪伴着人类 。
值得一提的是 , 锝元素在地球上很少 , 在宇宙中却很多 , 尤其是像太阳这种巨大的恒星上的热核反应都是可以制造出锝元素的 。
太阳热核聚变示意图
上世纪五十年代时 , 科学家先是在太阳的光谱当中发现了锝的谱线 , 后来又在不少星体的光谱上也发现了这个元素的存在 。
在有了这些发现之后 , 科学家预测当恒星步入红巨星阶段的时候 , 内部的锝元素将会富集 , 达到一定的丰度 。 由于这种特性 , 科学家还将此时的红巨星称之为“锝星” 。
类太阳恒星的演化过程示意图
当然 , 锝最终还是会随着恒星生命的终结 , 在绚丽的“烟花”当中将自己抛向宇宙 。 而在这个过程中 , 它是会不断衰变的 , 从此成为难以寻觅踪迹的存在 。
那么 , 这样神奇的锝元素到底有什么样的性质?它又有哪些用途呢?
“来无影去无踪”的锝元素
锝元素的性质和用途锝元素的元素符号是Tc , 晶体的结构是六方密堆积的 , 外表看起来是银白色的金属 。 当初在低温之下时 , 锝还可以成为超导体 。
当我们观察得同位素的性质就能发现 , 它们的半衰期差异还是比较大的 , 有的只有几小时 , 有的却长达多年 。
锝元素的单质为银白色金属
咱们在前文中说了 , 地球上留存的锝是微乎其微的 , 所以想要获得这种元素 , 除了从完成核反应的铀矿中获取以外 , 有时人们还会在实验室当中进行人工制备 。
由于是放射性元素 , 所以制备锝元素的时候还是要做好最基本的防护 , 比如说一定要在通风的情况下 , 且为了避免这一元素放射出的X射线对人的眼睛造成损伤 , 制备的实验人员还需要配备护目镜 。
面对放射性元素时必须要全副武装
值得一提的是 , 根据观察来看 , 锝元素在被意外吸入体内之后 , 大部分是会被排出的 。 不过仍然可以通过甲状腺滞留部分在体内 , 所以本身还是具备一定有害成分的 。
当然 , 人们并不会因噎废食 , 毕竟锝元素在成为产量以公斤计算的人造化学元素之后 , 就代表着它其实在各个领域当中都有自己独特的用处 。
仍对我们有很大帮助的锝元素
首先由于这种元素的化学性质与铼更为相似 , 所以它的耐腐蚀性质还是很强的 , 少量的锝酸铵就可以让钢材的腐蚀速度减慢 。 并且由于不易吸收中子 , 所以锝元素还广泛运用于核反应堆的防腐层制造 。
其次就是锝在低温之下有着良好的超导性 , 所以常常被科学家们用来做相关实验的原材料 。
核反应堆内部照
最后就是锝元素在医学领域的贡献了 , 准确来说是人工制得的锝同位素的贡献 。 咱们在前面说了 , 锝的同位素对应的半衰期有着比较大的差异 , 而广泛用于医学领域的正是那个半衰期只有6小时左右的锝-99m 。 那么 , 咱们可以用它来做什么呢?
原来 , 人们将含有锝-99m的药服用之后 , 这种元素衰变之后产生的辐射就可以被外部的摄影机观察到 , 从而形成医学成像 。 当然 , 大家看到辐射的时候可能就觉得这种运用还是有缺陷的 , 但是在核医学临床诊断当中是不可能没有辐射存在的 。
服用锝-99m高锝酸盐后的医学成像
绝大多数科学家认为由于锝衰变之后产生的γ射线性能很好 , 并且半衰期较短 , 所以在成像完成后也不会对人体造成太大的伤害 。 因此 , 它一直被人们当做是最优良的显像核素之一 。
当然 , 由于半衰期太短 , 所以锝-99m的保存时间也比较短 , 所以一般会由统一制得并分配 。
根据上世纪九十年代的统计数据来看 , 锝-99m的用量约占到美国全国医学诊断用放射性核素总用量的80%以上 。
锝99m亚甲基二膦酸盐注射液
综上所述 , 在地球上难以寻觅 , 且在探索历史上闹出许多乌龙事件的锝元素 , 确实还是很有用的 。 并且随着人们制备技术的不断进步 , 锝已经脱离了小规模生产的范畴 , 成为了可以大规模生产的人工元素之一期待着这个神奇的43号元素 , 会在未来为人类社会做出更大的贡献!
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