[科普中国]-锔

发现简史

为纪念居里夫妇（皮埃尔·居里Pierre Curie和玛丽·居里Marie Curie）而命名。

发现人：西博格（G.T.Seaporg）、詹姆斯（R.A.Jamse）和吉奥索（A.Ghiorso） 发现年代：1944年

发现过程：1944年由西博格、詹姆斯和吉奥索用人工方法合成制得。1947年，维尔纳（L.B.Werner）和珀尔曼（I.Perlman）用中子照射241Am制得较重要的242Cm。

1944年，也就是发现镅的同一时期里，西博格和他的同事们用高能量α粒子轰击钚的同位素钚-239，得到96号元素。为了纪念居里夫妇，就命名这个元素为curium，元素符号定为Cm。

矿藏分布锔在地球上没有单质或化合物矿藏存在，只能人工来合成。

物理性质银白色金属。在空气中银白色金属光泽会变暗。银白色的放射性人造金属元素，有延展性。锔有两种同素异形体，其密度分别是13.51g/cm3;和19.26g/cm3。室温下为双一六方密堆积；较高温度时为面心立方结构。熔点为1340±40℃。

元素名称：锔

元素原子量：[247]

氧化态：

Main Cm+3

Other Cm+2, Cm+4

原子体积：(立方厘米/摩尔)

18.28

晶体结构：晶胞为六方晶胞。

晶胞参数：

a = 349.6 pm

b = 349.6 pm

c = 1133.1 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 120°

元素类型：金属

相对原子质量： 247.07 常见化合价： +3,+4 电负性： 1.3

外围电子排布： 5f7 6d1 7s2 核外电子排布： 2,8,18,32,25,9,2

同位素及放射线： Cm-241[32.8d] Cm-242[162.8d] Cm-243[29.1y] Cm-244[18.1y] Cm-245[8500y] Cm-246[4760y] Cm-247(放 α[15600000y]) Cm-248[348000y] Cm-249[1.1h] Cm-250[9700

电子亲合和能： 0 KJ·mol-1

第一电离能： 588 KJ·mol-1 第二电离能： 0 KJ·mol-1 第三电离能： 0 KJ·mol-1

单质密度： 13.511 g/cm3单质熔点： 1340.0 ℃ 单质沸点： 约3000 ℃

原子半径： 0 埃 离子半径： 埃 共价半径： 0 埃

物理性质

状态：人造放射性元素。

熔 点(℃): 1067

沸 点(℃): 3110

密度(g/cc，300K): 13.5

比 热/J/gK :

蒸发热/KJ/mol :

熔化热/KJ/mol: 15

导电率/106/cm :

导热系数/W/cmK: 0.1

化学性质金属锔易溶于普通的无机酸中，多是三价化合物。化学性质与稀土元素极相似，有多种同位素。主要的有242Cm、244Cm、247Cm、248Cm等。

研究过的锔的固体化合物主要有卤化物、氢化物和氧化物。

同位素 半衰期

242Cm 106d

243Cm 29.1y

244Cm 18.1y

245Cm 8500y

246Cm 4730y

247Cm 1.56x10^7y

248Cm 3.40x10^5y

250Cm 9000y

应用领域锔仅有的几个用途都与它极强的放射性有关：便携式α粒子源和放射性同位素热电偶发电机。后者利用放射性衰变所产生的热能向仪器提供电力。这些仪器必须在远离人类和其他电源的条件下长期工作，例如太空探测器。5因锔是放射性金属，辐射能量很大。常用作人造卫星和宇宙飞船中用来不断提供热量的热源。

用途最大的锔同位素是锔242和锔244，主要用作同位素能源；锔244还是在高通量反应堆中制造超锔元素的原料。

制备方法通过用氦核轰击钚原子制得。锔的放射性如此强烈，以至于在黑暗中会闪闪发光。

锔，原子序数96，因纪念著名科学家居里夫妇而得名。1944年美国科学家西博格、詹姆斯等用32兆电子伏特的α粒子轰击钚239时发现锔242，现已发现质量数为238～251的全部锔同位素。锔的发现先于95号元素镅。

危害性及防护危害简介锔-242是重要的超杯核素, 最早由西博格( GT.Seaborg) 等人于1944年人工制成。随着核工业发展，锔的产量及应用与日俱增。锔是仪辐射体, 比放高、毒性大。一旦进入人体内，长期存留， 不易排出。按国际放射防护委员会推荐， 它们在人体内的最大容许积存量均为0.05微居里。为了保证从事开放性操作的工作人员身体健康, 除了减少放射性核素造成内污染外， 还必须经常对工作人员进行内照射常规监测， 估算每个工作人员体内放射性物质积存量， 以便及时采取相应的措施，防止工作人员体内放射性物质积存量超过最大容许积存量6。

UNSCEAR2000报道，切尔诺贝利核事故在1996年估算的242Cm释放活性总量约为0.9PBq。242Cm为α放射性核素，主要通过食入、吸入、皮肤及伤口途径造成内污染7。

体内代谢（1）吸收。

①呼吸道吸收。有关锔在人肺组织中的转运资料极为罕见。从1例事故性吸入244CmO2和AmO2的内污染案例来看，244CmO2由肺脏的半廓清期为28d。ICRP第48号出版物指出，基于锔由肺脏的清除速度快，所有化合物M类的半廓清期约为数十天8。

②胃肠道吸收。关于锔在人胃肠道吸收的资料极罕见。动物资料表明，锔由胃肠道的吸收率介于3×10−5～4×10−3。

（2）分布。锔自血液中的清除速度相当快，在静脉注入后0.25～1h，血液锔含量占注入量的21%，而在注入后2.5～10h，则降低到注入量的1%。在血液中，锔主要存在于血浆内，其中，半数以上与球蛋白结合，与白蛋白的结合量占5%～7%。自血液清除后的锔主要沉积在骨骼和肝脏。

（3）排除。锔自人体内的主要排除途径是肠道和肾脏。由胃肠道摄入人体内的锔，因其吸收率很低，大部分自肠道排除。ICRP第48号出版物认为钚在人体内的代谢参数既适用于镅，也适用于锔，即进入血液的锔，有10%直接排除出体外，50%沉积在骨骼，30%沉积在肝脏，其余10%沉积在其他器官组织中。锔自骨骼和肝脏的生物半排期分别为50a和20a。

损伤效应动物实验资料表明，锔对机体的损伤效应与镅相同。静脉注入可溶性锔后，造血系统遭受严重破坏，外周血中的红细胞数明显减少，白细胞除数量显著减少外，并发生质的改变；同时还可见到未成熟的白细胞，嗜多染红细胞及有核红细胞等。在肝脏中，肝细胞变性、坏死，毛细血管扩张、充血，以及肝小叶边缘区胆管增生。肾脏损伤表现为在血循环被破坏的基础上，发展为进行性肾小管坏死，尤以近曲细管和远曲细管相连部位更甚；在管腔内可见透明管型及颗粒管型；肾小球血管袢早期扩张充血；进而出现蛋白浸润，肾小球均质化。长期沉积在体内的锔，晚期可诱发各种肿瘤，如肺癌、骨肉瘤及乳腺癌等6。

治疗加速排除9：DTPA是加速排出242Cm的首选药物，促排效果显著。但DTPA对难溶性锔化合物（二氧化锔）的促排效果是很差的。沉积在体内的锔几乎全部在骨骼内，而且它们由骨骼中的排除非常缓慢。