1、主要的几种放射性元素,Po At Rn Fr Ra U Uuo钋 砹 氡 钫 镭 铀 p i dng fng li yu,定义,放射性元素（确切地说应为放射性核素）是能够自发地从不稳定的原子核内部放出粒子或射线（如射线、射线、射线等），同时释放出能量，最终衰变形成稳定的元素而停止放射的元素。这种性质称为放射性，这一过程叫做放射性衰变。含有放射性元素（如U、Th、Ra等）的矿物叫做放射性矿物。,天然放射性元素,天然放射性元素是指那些最初是从自然界发现而不是用人工方法合成的放射性元素。它们是：钋（p） Po、氡 Rn、钫（fng）Fr、 镭Ra、锕（）Ac、钍（t）Th、镤（p）Pa、铀（yu）U
2、、镎（n）Np、钚（b）Pu,原子核的衰变,原子核放出粒子或粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种变化称之为原子核的衰变。铀-238放出一个粒子后，核的质量数减少4，电荷数减少2，称为新核。这个新核就是钍-234核。这种衰变叫做衰变。这个过程可以用下面的衰变方程表示：23892U23490Th+42He。在这个衰变过程中，衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和；衰变前的电荷数等于衰变后的电荷数之和。,原子核的能量也跟原子的能量一样，其变化是不连续的，也只能取一系列不连续的数值，因此也存在着能级，同样是能级越低越稳定。放射性的原子核在发生衰变、衰变时，往往蕴
3、藏在核内的能量会释放出来，使产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，能量以光子的形式辐射出来。因此，射线经常是伴随射线和射线产生的。当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生衰变，有的发生衰变，同时就会伴随着辐射。这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有、和三种射线。,半衰期,放射性同位素衰变的快慢有一定的规律。例如，氡-222经过衰变为钋-218，如果隔一段时间测量一次氡的数量级就会发现，每过3.8天就有一半的氡发生衰变。也就是说，经过第一个3.8天，剩下一半的氡，经过第二个3.8天，剩有1/4的氡；再经过3.8天，剩有1/8的氡（图19.2-3）.因此，我们可以用半衰期来表示放射性元
4、素衰变的快慢。放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期。不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差别非常大。例如，氡-222衰变为钋-218的时间为3.8天，镭-226衰变为氡-222的时间为1620年，铀-238衰变为钍-234的半衰期竟长达45亿年。衰变是微观世界里原子核的行为，而微观世界规律的特征之一在于“单个的微观世界是不可预测的”，即对于一个特定的氡原子，我们只知道它发生衰变的概率，而不知道它将何时发生衰变。一个特定的氡核可能在下1s就衰变，也可能在10min内发生衰变，也可能在200万年之后再衰变。然而，量子理论可以对大量原子核的行为做出统计预测。例如，对于大量氡
5、核，可以准确地预言在1s后，10min后，或200万年后，各会剩下百分之几没有衰变。放射性元素的半衰期，描述的就是这样的统计规律。放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态核外部条件都没有关系。一种放射性元素，不管它是以单质的形式存在，还是与其他元素形成化合物，或者对它施加压力、提高温度，都不能改变它的半衰期。这是因为压力、温度与其他元素的化合等，都不会影响原子核的结构。,玛丽居里Marie Skodowska Curie,玛丽居里（1867-1934年）世称居里夫人，全名：玛丽亚斯克沃多夫斯卡居里。 法国著名波兰裔科学家、物理学家、化学家。1867年11月7日生于华
6、沙。1903年，居里夫妇和贝克勒尔由于对放射性的研究而共同获得诺贝尔物理学奖 ，1911年，因发现元素钋和镭再次获得诺贝尔化学奖，成为历史上第一个两获诺贝尔奖的人。居里夫人的成就包括开创了放射性理论、发明分离放射性同位素技术、发现两种新元素钋和镭。在她的指导下，人们第一次将放射性同位素用于治疗癌症。由于长期接触放射性物质，居里夫人于1934年7月3日因恶性白血病逝世。居里夫人发现的第一种元素钋钋（p）是一种银白色的金属，黑暗中会发光，是为了纪念居里夫人的祖国波兰而命名的，是目前最毒的物质之一。居里夫人最著名的发现镭镭有剧毒，它能取代人体内的钙并在骨骼中浓集，慢性中毒可引起骨瘤和白血病。居里夫人
7、最终就死于白血病。爱因斯坦说：“在所有的世界名人当中，玛丽居里是唯一没有被盛名宠坏的人。”,1912年比利时化学学会名誉会员。1912年圣彼得堡帝国实验医学研究院合作会员。1912年华沙科学学会实任会员。1912年雷姆堡大学哲学部名誉职员。1912年华沙摄影学会会员。1912年雷姆堡工艺学校名誉博士。1912年维尔那科学学会名誉会员。1913年阿姆斯特丹皇家科学院特别院士（数学部及物理学部）。1913年北明翰大学名誉博士。1913年爱丁堡科学及艺术联合会名誉会员。1914年莫斯科大学物理医学学会名誉会员。1914年剑桥哲学学会名誉会员。1914年伦敦卫生学研究院名誉会员。1914年费城自然科学
8、院通讯院士。1918年西班牙皇家医疗电学及医疗放射学学会名誉会员。1919年西班牙皇家医疗电学及医疗放射学学会名誉会长。1919年马德里镭研究院名誉院长。1919年华沙大学名誉教授。1919年波兰化学学会会员。1920年丹麦皇家科学及文学学士院普通院士。1921年耶鲁大学名誉理学博士。1921年芝加哥大学名誉理学博士。1921年西北大学名誉理学博士。1921年史密斯学院名誉理学博士。1921年维尔斯利学院名誉理学博士。1921年宾夕法尼亚女子医学院名誉博士。1921年哥伦比亚大学名誉理学博士。1921年匹兹堡大学名誉理法博士。1921年宾夕法尼亚大学名誉法学博士。1921年布发罗自然科学学会名
9、誉会员。1921年纽约矿物学俱乐部名誉会员。1921年美国放射学学会名誉会员。1921年新英格兰化学教师联合会名誉会员。1921年美国博物学博物院名誉会员。1921年新泽西化学学会名誉会员。1921年工业化学学会名誉会员。1921年克力斯提阿尼亚学士院院士。1921年诺克斯艺术及科学学士院终身名誉院士。1921年美国镭学会名誉会员。1921年挪威医学放射学学会名誉会员。1922年纽约法国同盟会名誉会员。1922年巴黎医学科学院自由合作院士。1922年比利时俄国科学组名誉院士。1923罗马尼亚医疗矿泉学及气候学学会名誉会员。1923年爱丁堡大学名誉法学博士。1923年布拉格捷克斯洛伐克数学家及物
10、理学联合会名誉会员。1924年华沙市名誉市民。1924年姓名与巴斯特并列刻于纽约市政厅某建筑上。1924年华沙波兰化学学会名誉博士。1924年克拉科夫大学名誉医学博士。1924年克拉科夫大学名誉哲学博士。1924年里加市名誉市民。1924年雅典通灵研究学会名誉会员。1925年波兰卢布林医学学会名誉会员。1926年马罗“旁提菲西亚泰伯林那”普通会员。1926年巴西圣保罗化学学会名誉会员。1926年巴西科学院通讯院士。,1926年巴西女权发展联合会名誉会员。1926年巴西圣保罗药剂及化学学会名誉会员。1926年华沙工艺学校化学部名誉博士。1927年莫斯科科学院名誉院士。1927年波希米亚文学及科学
11、学会名誉会员。1927年苏联科学院名誉院士。1927年美国州际医学研究生联合会名誉会员。1927年新西兰研究院名誉会员。1929年波兰波兹南科学之友学会名誉会员。1929年格拉斯哥大学名誉法学博士。1929年格拉斯哥市民名誉市民。1929年圣劳伦斯大学名誉理学博士。1929年纽约医学科学院名誉院士。1929年美国波兰医科及齿科联合会名誉会员。1930年法国发明家及学者协会名誉会员。1930年法国发明家及学者协员会名誉会长。1931年日内瓦世界和平联合会名誉会员。1931年美国放射学学院名誉职员。1931年马德里纯物理学及自然科学学士院外国通讯院士。1932年哈雷德国皇家自然科学院院士。1932
12、年华沙医学学会名誉会员。1932年捷克化学学会名誉会员。1933年伦敦英国放射学研究院及伦琴学会名誉会员。,奖金1898年若涅奖金，巴黎科学院。1900年若涅奖金，巴黎科学院。1902年若涅奖金，巴黎科学院。1903年诺贝尔物理学奖金（与亨利贝克勒尔和皮埃尔居里合得）。1904年奥西利奖金（巴黎报业辛迪加颁发，与埃都亚布郎利合得）。1907年阿克托尼安奖金，英国皇家科学协会。1911年诺贝尔化学奖金。1921年埃伦理查兹研究奖金。1924年阿让德依侯爵1923年大奖金，附铜奖章，法国工业促进会。1931年卡麦伦奖金，爱丁堡大学颁发。奖章1903年伯特洛奖章（与皮埃尔居里合得）。1903年巴黎市
13、荣誉奖章（与皮埃尔居里合得）。1903年戴维奖章，伦敦皇家学会（与皮埃尔居里合得）。1904年马特奇奖章，意大利科学学会（与皮埃尔居里合得）。1908年克尔曼大金奖章，利尔工业协会。1909年埃利约特克瑞生金奖章，佛兰克林研究院。1910年亚尔伯特奖章，皇家艺术学会，伦敦。1919年西班牙阿尔丰斯十二世大十字勋章。1921年本哲明佛兰克林奖章，美国哲学学会，费拉德尔菲亚。1921年约翰斯考特奖章，美国哲学学会，费拉德尔菲亚。1921年国家社会科学研究院金奖章，纽约。1921年威廉吉布斯奖章，美国化学学会，芝加哥。1922年美国放射学学会金奖章。1924年罗马尼亚政府一级褒奖，有证书和金奖章。1
14、929年纽约市妇女俱乐部联合会奖章。1931年美国放射学学院奖章。名誉头衔1904年莫斯科帝国人类学及人种志之友协会名誉会员。1904年英国皇家科学协会名誉会员。1904年伦敦化学学会外国会员。1904年巴塔维哲学学会通讯会员。1904年墨西哥物理学会名誉会员。1904年墨西哥科学院名誉院士。1904年华沙工业及商业促进委员会名誉委员。1906年阿根廷科学学会通讯会员。1907年荷兰科学学会外国会员。1907年爱丁堡大学名誉法学博士。1908年圣彼得堡帝国科学院通讯院士。1908年布朗斯威克自然科学学会名誉会员。1909年日内瓦大学名誉医学博士。1909年波伦亚科学院通讯院士。1909年捷克科
15、学文学艺术学士院外国合作院士。1909年费城药剂学院名誉职员。1909年克拉科夫科学院现任院。1910年智利科学科学院现任院士。1910年美国哲学学会会员。1910年瑞典皇家科学院外国院士。1910年美国化学学会会员。1910年伦敦物理学会名誉会员。1911年伦敦通灵研究学会名誉会员。1911年葡萄牙科学院外车通讯院士。1911年曼彻斯特大学名誉理学博士。,Po 钋 p Polonium,钋是一种银白色金属，能在黑暗中发光，由著名科学家居里夫人与丈夫皮埃尔居里在1898年发现，为了纪念居里夫人的祖国波兰,两人对这种元素命名为钋。钋是目前已知最稀有的元素之一，在地壳中含量约为100万亿分之一，钋
16、主要通过人工合成方式取得。钋是世界上最毒的物质之一。,镀有钋的钢盘,应用领域,它与铍混合可作为中子源；也用作静电消除剂，在该种情况下，钋210的放射性使空气发生电离，离子所带电荷中和了胶片所带静电。为了减低静电发生常会使用钋，工业设备中亦常用到，像是卷纸、卷电线和卷金属片。钋的放射性比镭强，可作为射线源。将钋沉积在铍上，用作中子源。还可用作为航天设备的热源。,中毒事件,疑似毒杀前俄罗斯特工利特维年科的放射性同位素钋（Po）210，是一种毒性极高但在自然界非常稀有的物质，利氏体内被验出足以致命的剂量，只有国家级实验室运用核子反应器才能够生产。这一点让各界对利特维年科命案有更大的揣测空间。注：此点
17、存疑。由于钋210半衰期只有134天，按照2012年7月遗物检测的放射性剂量，可能死前吃了座核反应堆。以相同重量来比较，钋210的毒性是氰化物的2.5亿倍，因此只需一颗尘粒大小就足以取人性命（氰化物对人致死剂量是0.1克）。,前俄罗斯特工利特维年科,At 砹 i Astatine,世界上含量最少的元素砹,含砹的矿石,砹，原子序数85，是一种天然放射性元素，化学符号源于希腊文astator，原意是“改变”。1940年美国科学家科森得到了砹。已发现质量数196219的全部砹同位素，其中只有砹215、216、218、219是天然放射性同位素，其余都通过人工核反应合成的。,应用领域,砹除了最稳定同位素
18、以外，由于极其短暂的半衰期在科学研究方面没有实际应用，但较重的同位素有医疗用途。砹211是由于放出粒子且半衰期为7.2小时这些特点，已被应用于放射治疗。在小鼠的研究结果显示，砹211-碲胶体可以有效治疗而不会产生毒性，破坏正常组织。相比之下，放出射线的含磷32的磷酸铬胶体则没有抗肿瘤活性。这一惊人的不同之处最令人信服的解释是致密电离和极小范围的粒子排放。这些成果在以粒子为放射源放疗人类肿瘤的开发和利用上具有重要意义。资源砹已经用于医疗中。在诊断甲状腺症状的时候，常常用放射性同位素碘131。碘131放出的砹射线很强，影响腺体周围的组织。而砹很容易沉积在甲状腺中，能起碘131同样的作用。它不放射砹
19、射线，放出的砹粒子很容易为机体所吸收。砹(At)是地壳中最稀少的元素，任何时刻大约只有0.28克在自然状态下存在。,Rn 氡 dng Radon,化学元素氡又称之为氭，是一种化学元素。氡通常的单质形态是氡气，为无色、无嗅、无味的惰性气体，具有放射性。氡的化学反应不活泼，氡也难以与其他元素发生反应成为化合物。氡没有已知的生物作用。因为氡是放射性气体，当人吸入体内后，氡发生衰变的阿尔法粒子可在人的呼吸系统造成辐射损伤，引发肺癌。而建筑材料是室内氡的最主要来源。如花岗岩、砖砂、水泥及石膏之类，特别是含放射性元素的天然石材，最容易释出氡。,应用领域,将铍粉和氡密封于管中，氡衰变时放出的粒子与铍原子核进
20、行（，n）核反应，产生中子，可用作实验室的中子源。氡还可用作气体示踪剂，用于研究管道泄漏和气体运动等。强烈地震前，地应力活动加强，氡气不仅运移增强，含量也会发生异常变化。如果地下含水层在地应力作用下发生形变，就会加速地下水的运动，增强氡气的扩散作用，引起氡气含量的增加。7 测定地下水中氡气含量的增加可以作为一种地震前兆。,制备方法,已发现质量数为199226的全部氡同位素，除了Rn219、Rn220、Rn222是天然放射性同位素外，其余都是通过人工核反应合成的。氡是镭、钍等放射性元素蜕变时的产物。,Fr 钫 fng Francium,钫（Francium）（台湾称鍅，旧译作鉣、錺）是一种化学元
21、素，化学符号是Fr，原子序数是87，带有放射性（最稳定同位素的半衰期只有22分钟）。钫是碱金属，其反应非常不稳定，其同位素均有放射性，钫在大自然中是很罕见的。,制备方法,钫可在铀矿及钍矿中发现，每11018个铀原子中才能找到一个钫原子。也可透过以质子轰击钍而获得。或者通过以下核反应：197Au + 18O 210Fr + 5n钫与铯载体一起用高氯酸盐、氯铂酸盐或钨硅酸盐阴离子进行共沉淀，是分离痕量钫的有效方法。,这块铀矿石中任何时刻含有大概100,000 个钫-223原子(3.3 10-20 g)。,应用领域,由于它的不稳定和稀有，钫还没有商业应用。它已经用于生物学和原子结构的研究领域。钫对癌
22、症可能存在的诊断帮助的也已经被深入研究了，但是被认为并不实用。,资源材料,据估计，由于钫的半衰期很短，经计算，地壳中任何时刻钫的含量约为30g。这使它成为除砹之外的第二稀有的元素。即使是在含量最高的矿石中，每吨也只有克。,Ra 镭 li Radium,一种具有很强的放射性的元素，在化学元素周期表中位于第7周期，第IIA族，原子序数88,元素符号Ra。能不断放出大量的热。镭能生成仅微溶于水的硫酸盐、碳酸盐、铬酸盐、碘酸盐；镭的氯化物、溴化物、氢氧化物溶于水。已知镭有13种同位素，226Ra半衰期最长，为1622年。镭能放射出和两种射线，并生成放射性气体氡。镭放出的射线能破坏、杀死细胞和细菌，因此
23、常用来治疗癌症等。此外，镭盐与铍粉的混合制剂，可作中子放射源，用来探测石油资源、岩石组成等。是原子弹的材料之一。,镭石,应用领域,镭能放射出和两种射线，并生成放射性气体氡。镭放出的射线能破坏、杀死细胞和细菌。因此，常用来治疗癌症等。此外，镭盐与铍粉的混合制剂，可作中子放射源，用来探测石油资源、岩石组成等。是原子弹的材料之一。老式的荧光涂料也含有少量的镭。,U 铀 yu Uranium,铀(Uranium)的原子序数为92的元素，其元素符号是U，在镎和钚被发现前，曾被认为是自然界中能够找到的最重元素。在自然界中存在三种同位素，均带有放射性，拥有非常长的半衰期（数亿年数十亿年）。此外还有12种人工
24、同位素(铀-226铀-240)。铀在1789年由马丁海因里希克拉普罗特（Martin Heinrich Klaproth）发现。铀化合物早期用于瓷器的着色，在核裂变现象被发现后用作为核燃料。,金属铀,绿铀矿,铜铀云母,应用领域,在居里夫人发现镭以后，由于镭具有治疗癌症的特殊功效，镭的需要量不断增加，因此许多国家开始从沥青铀矿中提炼镭，而提炼过镭的含铀矿渣就堆在一边，成了“废料”。然而，铀核裂变现象发现后，铀变成了最重要的元素之一。这些“废料”也就成了“宝贝”。从此，铀的开采工业大大地发展起来，并迅速地建立起了独立完整的原子能工业体系。,原子弹,使用常规炸药有规律地安放在铀的周围，然后使用电子雷
25、管使这些炸药精确的同时爆炸，产生的巨大压力将铀压到一起，并被压缩，达到临界条件，发生爆炸。或者将两块总质量超过临界质量的铀块合到一起，也会发生猛烈的爆炸。临界质量是指维持核子连锁反应所需的裂变材料质量。不同的可裂变材料，受核子的性质（如裂变横切面）、物理性质、物料形状、纯度、是否被中子反射物料包围、是否有中子吸收物料等等因素影响，而会有不同的临界质量。刚好可能以产生连锁反应的组合，称为已达临界点。比这样更多质量的组合，核反应的速率会以指数增长，称为超临界。如果组合能够在没有延迟放出中子之下进行连锁反应，这种临界被称为即发临界，是超临界的一种。即发临界组合会产生核爆炸。如果组合比临界点小，裂变会
26、随时间减少，称之为次临界。核子武器在引爆以前必须维持在次临界。以铀核弹为例，可以把铀分成数大块，每块质量维持在临界以下。引爆时把铀块迅速结合。投掷在广岛的“小男孩”原子弹是把一小块的铀透过枪管射向另一大块铀上，造成足够的质量。这种设计称为“枪式”。 而要以“枪式”起爆钚原子弹则较为苦难，但理论上要以“枪式”起爆钚弹并非不可能，只是炸弹可能需要长达十九英尺。,Uuo Ununoctium,Ununoctium（Uuo）（亦称Eka氡或118号元素），是一种超锕系元素，原子序为118。其化学符号Uuo是IUPAC的临时系统命名。在元素周期表上，它位于p区，属于18族，是第7周期中的最后一个元素。Uuo目前是人工合成的，其原子序和原子量为所有已发现元素中最高的,Uuo位于稳定岛的右端，原子核更稳定,Uuo具放射性，其原子十分不稳定。自2002年，一共只探测到的Uuo同位素的原子共有3个（4个）。这使对Uuo特性和可能的化合物的实验研究相当困难。目前理论计算作出了一些有关其特性的预测，其中一些是出乎意料的。例如，Uuo是18族成员，但它有可能并不是惰性气体。之前它曾被认为是一气体，但现在的预测却表示，由于相对论性因素，它在标准状况下会是固体。,谢谢观赏,制作人陈思达,
