用氦气（He）、氖气（Ne）、氩气（Ar）、118号元素（气奥）（Og，放射性，人造元素）组成的激光器
用加速器合成出奥元素以后，将奥元素放入中空的铅球中，在将氦气（He）、氖气（Ne）、氩气（Ar）、（气奥）（Og，放射性，人造元素）通入铅球中，它们的质量比是1：1：：0.5：0.00001。再给铅球外面包裹上混凝土，然后在给铅球中的奥元素通上100万伏100安倍的高压电，由于奥元素是惰性气体，在通上高压电后就会产生激光。这样就制成了一台激光器。同时给铅球上面开一个小孔。这样激光就会从这个小孔射出，在这个小孔外圈包围上银、钯、铂、银等元素组成的合金管道，它们的质量比是1：2：1.5：3.5.因为这个合金是银白色就会发射激光，同时达到传导和聚焦激光的目的。
奥元素的合成过程如下：
科学家宣称，他们通过设在俄罗斯杜布纳的U400回旋加速器实验设备，两次将高速钙-40离子加速，用来轰击人造元素锎-249，从而制造出3颗新原子。每颗新原子的原子核包含118个质子和179个中子。也就是说，这种新元素在元素周期表中的序号为118，原子量为297。其中一个原子是在2003年的试验中获得；另外两个则是在2005年年初的试验中获得。
1950年2月9日前后 [2] ，物理学家Stanley G. Thompson、Kenneth Street, Jr.、阿伯特·吉奥索及格伦·西奥多·西博格在伯克利加州大学首次发现了锎元素。锎是第六个被发现的超铀元素。研究小组在1950年3月17日发布了该项发现。锎的拼音名称是以美国的加利福尼亚州命名。该地是加利福尼亚大学柏克莱分校的所在州份
美国加州伯克利的1.5米直径回旋加速器将α粒子（42He）加速至35 MeV能量，射向一微克大小的锔-242目标，以此产生了锎-245（245Cf）和一颗自由中子（n）。
此次实验只产生了大约5千颗锎原子，半衰期为44分钟。
用氦离子轰击锔而得。
锎可以在核反应炉和粒子加速器中产生。锫-249（249Bk）受中子撞击（中子捕获(n,γ)）后立即进行β衰变（β），便会形成锎-250（250Cf）：锎-250在受中子撞击后会产生锎-251和锎-252。
对镅、锔和钚元素进行中子辐射可以制成数毫克的锎-252和数微克的锎-249。直到2006年，科学家利用特殊的反应炉对锔-244至248进行中子辐射，主要产生出锎-252，另有较少的锎-249至255。
最常见的锫同位素是锫-249，主要经高通量核反应炉产生。制造该同位素的有美国田纳西州的橡树岭国家实验室和俄罗斯季米特洛夫格勒的核反应器研究所。第二重要的同位素锫-247要用高能量α粒子向锔-244进行撞击而产生。
伯克利加州大学于1950年以α粒子撞击锔，首次人工合成锎元素，因此该元素是以美国加利福尼亚州及加州大学命名的。
锔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。
118号元素奥介绍
Og（鿫，ào，气奥，Oganesson）是118号元素，是一种人工合成的稀有气体元素，原子序数为118。在元素周期表上，它位于p区，属于0族，是第7周期中的最后一个元素，其原子序数和原子量为所有已发现元素中最高的，也是人类已合成的最重元素。
2016年6月8日，国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）宣布，将合成化学元素第118号（Og）提名为化学新元素。该新元素由美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室和俄罗斯的科学家联合合成 [1-2] ，为向超重元素合成先驱者、俄罗斯物理学家尤里·奥加涅相致敬，研究人员将第118号元素命名为Oganesson（缩写Og）。
Og也是第二个以在世科学家命名的元素，第一个是（Sg，106号元素） [3]
百科星图
元素周期表所有元素
氢
第1号元素
氦
第2号元素
锂
第3号元素
铍
第4号元素
中文名
鿫
外文名
Oganesson
别 名
气奥、Uuo
化学式
Og
分子量
[294] [1]
CAS登录号
54144-19-3
安全性描述
预计化学性质不活泼
危险性符号
R20，R37，R49
危险性描述
具有放射性
原子序数
118
原子质量
294u
原子半径
152pm
族
0族
周 期
第七周期
半衰期
12ms
外层电子分布
5f146d107s27p6 [4]
区
p区
共价键半径
1.57 [1]
电子亲和力
5.403kJ/mol [1]
衰减方式
α [1]
目录
.1 命名
.2 化学性质
.3 实验制造
.4 造假
命名
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国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）于2015年12月30日宣布，确认了第118号元素的发现。第118号元素由美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室和俄罗斯的科研团队发现 [1-2] ，他们也获得了对118号元素的正式命名权。
2016年6月8日，总部位于瑞士苏黎世的国际纯粹与应用化学联合会宣布，将合成化学元素第118号（Og）提名为化学新元素。该新元素由美国和俄罗斯的科学家联合合成，为向极重元素合成先驱者、俄罗斯物理学家尤里·奥加涅相致敬，研究人员将第118号元素命名为Oganesson（缩写Og）。第118号元素是人类合成的最重元素。 [6]
这种新元素将接受为期5个月的公众评议。按计划，该组织理事会将在2016年11月初正式批准4种新元素加入化学元素周期表大家庭。
2017年1月15日，全国科学技术名词审定委员会联合国家语言文字工作委员会组织化学、物理学、语言学界专家召开了113号、115 号、117号、118号元素中文定名会，确认了118号元素的中文名称，需经上报教育部批准后正式公布。 [5]
2017年5月9日，中国科学院、国家语言文字工作委员会、全国科学技术名词审定委员会在北京联合召开发布会，正式向社会发布118号元素中文名。 [3]
化学性质
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气奥是一种人工合成的化学元素，半衰期12ms，预计化学性质很不活泼，可能属于稀有气体一类。
Og元素中文名
气奥具放射性，其原子十分不稳定。自2002年起，一共只探测到的鿫同位素的原子共有3个（4个）。这使对Og特性和可能的化合物的实验研究相当困难。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，鿫是0族成员，但它有可能并不是惰性气体。之前它曾被认为是气体，但预测却表示，由于相对论性因素，它在标准状况下会是固体。
核反应制取方程式:257Cf+40Ca→ 297Og+n(中子)
第118号元素是人类合成的最重元素。自从19世纪门捷列夫创制首张通行的化学元素周期表以来，人类已发现了118种元素。它们在元素周期表上按原子序数排列，每一列称作一个族，每一行称作一个周期。
实验制造
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美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室2006年10月16日宣布 [1-2] ，该实验室科学家与俄罗斯科学家合作，利用俄方的回旋加速器设备，成功合成了118号超重元素，并观察到其存在了不到1毫秒时间。
科学家宣称，他们通过设在俄罗斯杜布纳的U400回旋加速器实验设备，两次将高速钙-40离子加速，用来轰击人造元素锎-249，从而制造出3颗新原子。每颗新原子的原子核包含118个质子和179个中子。也就是说，这种新元素在元素周期表中的序号为118，原子量为297。其中一个原子是在2003年的试验中获得；另外两个则是在2005年年初的试验中获得。
科学家们观察到了118号超重元素的原子“衰变链”过程，证实了这一新的超重元素的存在。这种拥有118个质子的元素是已知最重的元素，也是第一种人造稀有气体。这种超重元素存在的时间极其短暂，约有0.9毫秒，即万分之九秒，之后即迅速衰变为原子量较小的其他元素：先是释放出一颗由两个质子和两个中子组成的阿尔法粒子，衰变为已知的116号元素，然后再度释放出一颗阿尔法粒子，衰变为114号元素，接着更进一步衰变为112号元素（Cn），它最终裂变为两颗大小差不多的其他原子。
118号超重元素从加速器运行到测试仪。如果这次合成的118号超重元素最终得到证实，门捷列夫元素周期表将增添新成员，新元素将排在氡之下。得到认可的最新一种元素将是第118号元素。 [5]
造假
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1999年，一个科学小组曾宣布造出了第118号元素。但是在2002年，由于被发现伪造数据，该科学小组被迫撤回其声明，一名科学家因此被解雇；其中三名科学家后来加入美俄联合小组。 [7]
《物理学评论》副主编、耶鲁大学物理学教授理查德·卡斯特恩也表示，由于这一问题的高度敏感性，此次研究报告经过了严格的审查。
词条图册
锎是一种放射性金属元素，化学符号为Cf，原子序数为98。锎属于锕系元素，是第六个被人工合成出来的超铀元素，自然界能自行产生的元素中质量最高的，所有比锎更重的元素皆必须通过人工合成才能产生。
伯克利加州大学于1950年以α粒子撞击锔，首次人工合成锎元素，因此该元素是以美国加利福尼亚州及加州大学命名的。
百科星图
元素周期表所有元素
氢
第1号元素
氦
第2号元素
锂
第3号元素
铍
第4号元素
中文名
锎
外文名
Californium
CAS登录号
7440-71-3 [1]
熔 点
900 ℃
沸 点
1470 ℃
密 度
15.1 g/cm³
外 观
银白色
晶体结构
晶胞为六方晶胞
元素符号
Cf
元素类别
锕系元素
原子序数
98
原子量
251.08
周 期
第七周期
族
IIIB族
区
f区
电子排布
[Rn] 5f10 7s2
电负性
1.3（鲍林标度）
目录
.1 发现简史
.2 矿藏分布
.3 物理性质
.4 化学性质
.5 制备方法
.6 应用领域
.▪ 中子源
.▪ 应用发展
.7 危害
发现简史
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锎（台湾、香港、澳门称鉲）是一种人工合成的放射性化学元素，它的化学符号是Cf，它的原子序数是98，属于锕系元素之一。
锎（银白色）
1950年2月9日前后 [2] ，物理学家Stanley G. Thompson、Kenneth Street, Jr.、阿伯特·吉奥索及格伦·西奥多·西博格在伯克利加州大学首次发现了锎元素。锎是第六个被发现的超铀元素。研究小组在1950年3月17日发布了该项发现。锎的拼音名称是以美国的加利福尼亚州命名。该地是加利福尼亚大学柏克莱分校的所在州份
美国加州伯克利的1.5米直径回旋加速器将α粒子（42He）加速至35 MeV能量，射向一微克大小的锔-242目标，以此产生了锎-245（245Cf）和一颗自由中子（n）。
此次实验只产生了大约5千颗锎原子，半衰期为44分钟。
该新元素以加州和加州大学命名。这和95至97号元素的命名方式有所不同。第95至97号元素是利用类似于对上的元素之命名方式而命名的。但是，98号元素以上的镝（Dysprosium）的意思是“难取得”，所以研究人员决定打破此前的非正式命名常规。
爱达荷国家实验室通过对钚目标体进行辐射，首次产生了重量可观的锎元素，并于1954年发布了研究结果。产生的样本中能够观察到锎-252的高自发裂变率。1958年，科学家首次对浓缩锎进行了实验。在对钚-239进行中子辐射连续5年之后，科学家在样本中发现了从锎-249到锎-252的各个同位素。两年后的1960年，劳伦斯伯克利国家实验室的Burris Cunningham和James Wallman把锎置于蒸汽与盐酸中，第一次制成了锎的化合物——三氯化锎、氯氧化锎及氧化锎。
1960年代，位于美国田纳西州橡树岭的橡树岭国家实验室利用其高通率同位素反应炉（HFIR）产生了少量的锎。到1995年为止，HFIR的实际锎年产量为500毫克。在《英美共同防御协约》下英国向美国提供的钚元素曾用于制造锎。
美国原子能协会在1970年代初起向工业及学术机构销售锎-252同位素，每微克价格为10美元，从1970至1990年每年一共售出150微克锎-252。Haire和Baybarz于1974年用镧金属还原了氧化锎(III)，首次制成数微克重、厚度小于1微米的锎金属薄片。
矿藏分布
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含锎矿石
地球上有着极少量的锎，主要出现在含铀量很高的铀矿中。铀在捕获中子之后进行β衰变，从而形成锎。在使用锎进行探矿或医学治疗的设施附近也可以发现锎。锎不易溶于水，但会黏附在泥土上，所以泥土中锎的浓度可以比泥土粒子周围的水高出500倍。
1980年之前大气层核试验的辐射落尘散落在环境中，其中含有少量的锎。从空气中采得的核爆辐射落尘中曾被发现含有质量数为249、252、253和254的锎同位素。
科学家曾认为超新星会产生锎，因为超新星物质的衰变符合Cf的60天半衰期。不过，之后的研究未能探测到锎谱线，人们也一般认为超新星的光变曲线是符合镍-56的特征的。
物理性质
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同位素：同位素有245Cf到254Cf。最稳定的同位素是251Cf，半衰期是900年 [3] 。
锎的电子模型
性质：熔点900℃。金属锎十分容易挥发，在1100~1200℃范围中能蒸馏出来。化学性质活泼，与其他+3价锕系元素相似。有水溶性的硝酸盐、硫酸盐、氯化物和过氯酸盐；它的氟化物、草酸盐、氢氧化物在水溶液中沉淀。利用耙子同位素和轰击粒子的种种组合，已发现了几种锎的同位素：246Cf、249Cf、251Cf、252Cf、254Cf等。251Cf半衰期为900年；249Cf半衰期为360年；252Cf半衰期为2.64年；254Cf半衰期为64天 [4] 。
由氦同位素轰击锔可得到微量的锎。锎的同位素有从237Cf到256Cf。
虽然锎-251是最稳定的同位素，但是最有商业价值的却是锎-252。锎-252大部分都是用来检测飞机行李内是否有爆裂物存在。
锎是一种银白色的锕系金属，熔点为900°C，估计的沸点为1470 °C。处于纯金属态时，锎是具延展性的，可以用刀片轻易切开。在真空状态下的锎金属到了300 °C以上时便会气化。在51K（20°C）以下的锎金属具铁磁性或亚铁磁性，在48至66K时具反铁磁性，而在160K（10 °C）以上时具顺磁性。它与镧系元素能够形成合金，但人们对其所知甚少。
在一个大气压力下，锎有两种晶体结构：在900 °C以下为双层六方密排结构（称α型），此时密度为15.1g/cm3；而另一种面心立方结构（β型）则在900 °C以上出现，密度为8.74 g/cm3。在48GPa的压力下，锎的晶体结构会由β型转变为第三种正交晶系结构。这是由于锎原子中的5f电子在此压力下会变成离域电子，这些自由电子够参与键结的形成。
物质的体积模量指的是该物质抗衡均匀压力的强度。锎的体积模量为50±5 GPa，这与三价的镧系金属相似，但比一些常见的金属低。
参数
电子构型:1s2 2s2p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d105f10 6s26p67s2
同位素及放射线： Cf-245 [44m] ；Cf-246 [1.5d] ；Cf-247 [3.1h] ；Cf-248 [334d] ；Cf-249 [351y]； Cf-250[13y] ；Cf-251 (放 α[900y])； Cf-252 [2.6y] ；Cf-253 [17.8d] ；Cf-254 [60.5d]
外围电子层排布：5f10 7s2
晶体数据：
晶胞为六方晶胞。
晶胞参数：
a = 338 pm
b = 338 pm
c = 1102.5 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 120°
化学性质
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锎的某些化合物
氧化态 化合物 公式 颜色
+2 二溴化锎 CfBr2 黄色
+2 二碘化锎 CfI2 深紫色
+3 三氧化二锎 Cf2O3 黄绿色
+3 三氟化锎 CfF3 鲜绿色
+3 三氯化锎 CfCl3 翠绿色
+3 三碘化锎 CfI3 柠檬色
+4 二氧化锎 CfO2 棕黑色
+4 四氟化锎 CfF4 绿色
锎的化合价
可以是+4、+3或+2，也就是说一个锎原子能够形成2至4个化学键。其化学属性预计将会类似于别的三价锕系元素，以及在元素周期表中位于锎以上的镝。锎在室温下会在空气中缓慢地失去光泽，速度随着湿度的提高而加快。锎可以和氢、氮和任何氧族元素加热进行反应，其中与不含湿气的氢或与水溶无机酸反应的速度极快 [5] 。
锎离子
处于锎(III)正离子状态。科学家未能还原或氧化溶液中的+3离子。锎能够形成能溶于水的氯化物、硝酸盐、高氯酸盐及硫酸盐，沉淀后形成氟化物、草酸盐或氢氧化物。
同位素
已知的锎同位素共有20个，有246Cf、249Cf、251Cf、252Cf、254Cf等， [5] 都是放射性同位素。其中最稳定的有锎-251（半衰期为900年 [5] ）、锎-249（360年 [5] ）、锎-250（13.08年）及锎-252（2.645年 [5] ）。其余的同位素半衰期都在一年以下，如锎-254半衰期为64天， [5] 大部分甚至少于20分钟。锎同位素的质量数从237到256不等。
锎-249是在锫-249进行β衰变后形成的。大部分其他的锎同位素是在核反应炉中对锫进行强烈的中子辐射后产生的。虽然锎-251的半衰期最长，但是由于容易吸收中子（高中子捕获率）以及会与其他粒子产生反应（高中子截面），所以其产量只有10%。
锎-252是个强中子射源，因此其放射性极高，非常危险。锎-252有96.9%的概率进行α衰变（损失两颗质子和两颗中子），并形成锔-248，剩余的3.1%概率进行自发裂变。一微克锎-252每秒释放230万颗中子，平均每次自发裂变释放3.7颗中子。其他大部分的锎同位素都以α衰变形成锔的同位素（原子序为96）。
制备方法
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用氦离子轰击锔而得。
锎可以在核反应炉和粒子加速器中产生。锫-249（249Bk）受中子撞击（中子捕获(n,γ)）后立即进行β衰变（β），便会形成锎-250（250Cf）：锎-250在受中子撞击后会产生锎-251和锎-252。
对镅、锔和钚元素进行中子辐射可以制成数毫克的锎-252和数微克的锎-249。直到2006年，科学家利用特殊的反应炉对锔-244至248进行中子辐射，主要产生出锎-252，另有较少的锎-249至255。
经过美国核能管理委员会可以购得微克量的锎-252作商业用途。世界上仅有两处生产锎的设施：位于美国的橡树岭国家实验室以及位于俄罗斯的核反应器研究所。到2003年为止，两座设施分别每年生产0.25克和0.025克的锎-252。
设施还生产三个半衰期颇长的锎同位素，这需要铀-238捕获中子15次，期间不进行核裂变或α衰变。从铀-238开始的核反应链经过几个钚同位素、镅同位素、锔同位素、锫同位素以及锎-249至253。
应用领域
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中子源
可用作高通量的中子源。 [5]
能够利用的锎的数量非常少，使其应用受到了限制，可是，它作为裂解碎片源，被用于核研究 [6] 。
该元素是世界上最昂贵的元素，1克价值2700万美元， 是金子的65万倍 [7] 。
可用作高通量的中子源。 在核医学领域可用来治疗恶性肿瘤。由于锎-252中子源可以做得很小很细，这是其他中子源所做不到的，所以把中子源经过软管送到人体腔内器官肿瘤部位，或者植入到人体的肿瘤组织内进行治疗。特别是对子宫癌、口腔癌、直肠癌、食道癌、胃癌、鼻腔癌等，锎-252中子治疗都有相当好的疗效 [8] 。
应用发展
中国生产和应用锎-252中子源始于20世纪90年代。锎是一种人造元素，其同位素锎－252被用于近距离治疗。这种同位素首次发现于氢弹爆炸后的尘埃，是能够产生丰富中子的唯一核素。1968年医用锎源被用来治疗首例病人，中子近距离治疗法由此诞生。中子治癌是最先进的癌症治疗方法之一，治疗效果优于当前被广泛使用的放疗。它无须让病人全身接受放射性射线，而是利用特制的施源器将中子源送入人体或肿瘤内进行腔内、管内或组织间照射，放射反应轻且能够彻底杀死癌细胞 [9] 。
中子刀是锎-252中子源自动遥控式后装治疗系统，是一种放射治疗，融核物理学、放射生物学、自动控制、计算机等多门学科为一体的先进医疗设备、以治疗人体腔道或管道内肿瘤为主的大型现代化高科技放射治疗设备。具有世界领先水平，中子刀填补了中国乃至世界治癌领域的一项空白。
橡树岭国家实验室建造的50吨重运输桶，可用于运载最多1克的Cf。运输此类高放射性物质必须用到重型容器，以避免可能的意外。
锎-252作为一种强中子射源，有着几个应用的范畴。每微克的锎每分钟能够产生1.39亿颗中子。因此锎可以被用作核反应炉的中子启动源或在中子活化分析中作为（非来自反应炉的）中子源。在放射治疗无效时，子宫颈癌和脑癌的治疗用到了锎所产生的中子。自从1969年萨瓦那河发电厂向佐治亚理工学院借出锎-252之后，锎一直被用于教育范畴上。在煤炭、水泥产业中，锎也被应用在煤元素分析和粒状物质分析机上。
由于中子能够穿透物质，所以锎也可以被用在探测器中，如燃料棒扫描仪，使用中子射线照相术来探测飞机和武器部件的腐蚀、问题焊接点、破裂及内部湿气，以及便携式金属探测器等。中子湿度计利用锎-252来寻找油井中的水和石油，为金银矿的实地探测提供中子源，以及探测地下水的流动。1982年锎-252的主要用途按用量比例分别为：反应炉启动源（48.3%）、燃料棒扫描仪（25.3%）及活化分析（19.4%）。到了1994年，大部分的锎-252都用于中子射线照相（77.4%），而燃料棒扫描仪（12.1%）和反应炉启动源（6.9%）则成了次要的应用范围。
锎-251的临界质量很低（约为5 kg）。人们曾夸大其低临界质量的可能用途。
2006年10月，位于俄罗斯杜布纳联合核研究所的研究人员宣布成功合成3颗Uuo（118号元素）原子。他们利用钙-48撞击锎-249，产生了这个目前最重的元素。该次实验的目标体是一片面积为32 cm、含有10 mg锎-249的钛薄片。 其他用到锎来合成的超铀元素还包括1961年以硼原子核撞击锎所形成的铹元素。
锎在核医学领域可用来治疗恶性肿瘤。由于锎-252中子源可以做得很小很细，这是其它中子源所做不到的，所以把中子源经过软管送到人体腔内器官肿瘤部位，或者植入到人体的肿瘤组织内进行治疗。特别是对子宫癌、口腔癌、直肠癌、食道癌、胃癌、鼻腔癌等，锎-252中子治疗都有相当好的疗效。 [9]
我国生产和应用锎-252中子源始于20世纪90年代。1992年中国已建立了锎-252中子源生产线。由俄罗斯提供锎-252原料和工艺设备，在中国生产锎-252中子源。 [9]
中国已有公司从事锎-252中子治疗仪的开发，于1999年起，经过几年的临床应用，显示出非常好的疗效。 [9]
锎是一种人造元素，其同位素锎－252被用于近距离治疗。这种同位素首次发现于氢弹爆炸后的尘埃，是能够产生丰富中子的唯一核素。1968年医用锎源被用来治疗首例病人，中子近距离治疗法由此诞生。中子治癌是最先进的癌症治疗方法之一，治疗效果优于当前被广泛使用的放疗。它无须让病人全身接受放射性射线，而是利用特制的施源器将中子源送入人体或肿瘤内进行腔内、管内或组织间照射，放射反应轻且能够彻底杀死癌细胞。 [9]
危害
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锎累积在骨骼组织里的锎会释放辐射，破坏身体制造红血球的能力。由于放射性极强，在环境中的存量极低，所以锎在生物体中没有任何自然的用途。
在进食受锎污染的食物或饮料，或吸入含有锎的悬浮颗粒之后，锎就会进入体内。在身体里，只有0.05%的锎会进入血液里，其中的65%会积累在骨骼中，肝脏25%，其余的主要通过排尿排出身体。骨骼和肝脏中积累的锎分别会在50年和20年后消失。锎会首先附在骨骼的表面，之后会慢慢蔓延到骨骼的各个部分。
一旦进入体内，锎会造成很大的损害。另外，锎-249和锎-251能释放伽马射线，对外表组织造成伤害。锎所释放的电离辐射在骨骼和肝脏中可致癌 [10] 。
词条图册
锫（Berkelium）是一种人工合成的放射性化学元素，符号为Bk，原子序为97，属于锕系元素和超铀元素。位于美国加州伯克利的劳伦斯伯克利国家实验室在1949年12月发现锫元素，因此锫以伯克利（Berkeley）命名。锫是继镎（93号）、钚（94号）、镅（95号）和锔（96号）后第五个被发现的超铀元素。
最常见的锫同位素是锫-249，主要经高通量核反应炉产生。制造该同位素的有美国田纳西州的橡树岭国家实验室和俄罗斯季米特洛夫格勒的核反应器研究所。第二重要的同位素锫-247要用高能量α粒子向锔-244进行撞击而产生。
从1967年，在美国生产的锫元素仅仅超过1克。除在科学研究中用来合成更重的超铀元素和超锕系元素外，锫没有实际的用途。2009年，在进行250天的辐射后，橡树岭国家实验室制成了22毫克的锫-249，并在其后的90天内对该样本进行了纯化处理。纯化后的锫元素同年被送到俄罗斯联合核研究所，以钙-48离子向其撞击150天后，合成了Ts（⿰石田，117号元素）。
锫单质是一种柔软的银白色放射性金属。锫-249同位素辐射的是低能电子，所以相对安全。不过，其半衰期为330天，衰变后会产生锎-249，而该同位素会释放高能量的α粒子，十分危险。这种衰变的现象在研究锫元素及其化合物属性时尤其重要，因为不断生成的锎不但会污染化学样本，还会释放辐射，破坏样本的结构。
百科星图
元素周期表所有元素
氢
第1号元素
氦
第2号元素
锂
第3号元素
铍
第4号元素
中文名
锫
外文名
Berkelium
别 名
鉳
化学式
Bk
分子量
247
熔 点
986 ℃
密 度
14.78 g/cm³
外 观
柔软的银白色放射性金属
应 用
在基础科学研究之外没有实际的用途
质子数
97
常见化合价
+3,+4
电负性
1.3
氧化态
4,3
目录
.1 金属元素
.2 理化常数
.3 研究简史
.4 理化性质
.▪ 物理特性
.▪ 同素异形体
.▪ 化学特性
.▪ 同位素
.▪ 存量
.▪ 物理性质
.5 合成与提取
.▪ 同位素的制备
.▪ 分离
.▪ 锫金属的制备
.6 化合物
.7 核燃料循环
.8 安全信息
金属元素
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可解释为5f壳层中第八个电子很容易失去，达到7个5f电子的半满壳层时较稳定。锫有九种同位素，243Bk~251Bk，半衰期从1小时到1949年，锫的发现具有特殊意义，这对许多较重元素的发现提供了有效的方法。
理化常数
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元素名称：锫 元素原子量：[247]
元素周期表
元素序数：97 元素类型：金属氧化态：
Main Bk+4
Other
导热系数：W/（m·K）
10
晶体结构：晶胞为六方晶胞。
晶胞参数：
a = 341.6 pm
b = 341.6 pm
c = 1106.9 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 120°
相对原子质量： 247.07 （247.0703） (12C = 12.0000)
常见化合价： +3,+4 电负性： 1.3
外围电子排布： 5f9 7s2 核外电子排布： 2,8,18,32,26,9,2
同位素及放射线： Bk-242[7m] Bk-244[4.4h] Bk-245[4.9d] Bk-247(放 α[1400y]) Bk-248[23.7h] Bk-249[320d] Bk-250[3.22h] Bk-251[56m]
电子亲合和能： 0 KJ·mol-1
第一电离能： 608 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： 14.78 g/cm3 单质熔点： 986 ℃ 单质沸点： 未知
原子半径： 0 埃 离子半径： 埃 共价半径： 0 埃
原子体积/cm3/mol: 离子半径/Å: 0.949
电子模型
共价半径/Å:
氧化态: 4,3
电子构型: 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6d10f14 5s2p6d10f9 6s2p6 7s2
研究简史
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发现人： 西博格、S.G.汤普生、乔克
发现年代：1949年
元素来源：
锫没有稳定的同位素，自然界不存在。在回旋加速器中用加速的氦核轰击镅-241而获得。
名称由来：
得名于锫的发现地–加利福尼亚州伯克利市(Berkeley)。
元素用途：
没有什么实际用途。
元素辅助资料：
在合成95、96号元素后，经过5年的准备工作，西博格领导的小组在1949年末用高能α粒子轰击镅-241，得到97号元素。
1951年 麦克米伦 (Edwin Mattison McMillan，1907—)美国人，发现和研究超铀元素镅、锔、锫、锎等
西博格(Glenn Thedore Seaborg，1912-1999)美国人，发现和研究超铀元素镅、锔、锫、锎等。
1949年12月，格伦·西奥多·西博格、阿伯特·吉奥索和Stanley G. Thompson 使用伯克利加州大学的1.5米直径回旋加速器，成功合成并分离出锫元素。在1949至1950年同期被发现的还有锎元素（原子序为98）。
与95和96号元素相似，发现团队为97号元素命名时，也参考了元素周期表中对上的镧系元素的命名方式。95号元素镅（Americium）是以其发现所在的美洲大陆（America）命名的，类似于以欧洲（Europe）命名的铕元素；96号元素锔则是以科学家玛丽·居里（Marie Curie）和皮埃尔·居里（Pierre Curie）命名的，类似于以科学家、工程师约翰·加多林（Johan Gadolin）命名的钆元素。发现团队在报告中写道：“我们建议以发现所在的伯克利城（Berkeley），将第97号元素命名为Berkelium（符号Bk），就像它的化学同系物铽（Terbium，65号）是以矿物发现所在地瑞典伊特比（Ytterby）命名的一样。”
锫的合成过程中最困难的是要产生足够的镅作为目标体，以及要从最终产物中把锫分离出来。首先，铂薄片上要涂上硝酸镅（Am）溶液，在溶液蒸发后，残留物须退火成二氧化镅（AmO2）。科学家再将如此做成的目标体放在位于劳伦斯伯克利国家实验室的1.5米直径回旋加速器中，受能量为35 MeV的α粒子辐射6小时。辐射造成的(α,2n)核反应产生了Bk同位素，另加两颗中子：
辐射完毕之后，科学家把薄片上的涂层溶解在硝酸当中，再用浓氨水使其沉淀为氢氧化锫。离心分离后，产物再次被溶于硝酸中。要从镅中分离出锫，溶液须加入到铵和硫酸铵的混合溶液中并进行加热，使溶解了的镅转化为+6氧化态。剩余未被氧化的镅可以通过加入氢氟酸，以三氟化镅（AmF3）的形式沉淀出来。这一步的产物包括三氟化锔和三氟化锫。该混合物在与氢氧化钾反应后形成对应的氢氧化物，并在最后进行离心分离后溶解在高氯酸中。
层析洗提曲线，能看出镧系的铽（Tb）、钆（Gd）和铕（Eu）与相应锕系的锫（Bk）、锔（Cm）和镅（Am）之间的相近之处。
更进一步的分离过程是在微酸（pH≈3.5）的柠檬酸/铵缓冲溶液中进行的，并使用到高温离子交换法。当时人们并不了解第97号元素的层析特性为何，但可从铽的洗提曲线中推导出来（见图）。最初在洗提产物中探测不出α粒子辐射的特征，但在继续寻找K-α特征X光和转变电子后，科学家终于辨认到了锫元素。在最初的报告中，该新元素的质量数并不确定是243还是244，之后才确定为243。
理化性质
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物理特性
α型锫金属的双六方密排晶体结构，层序为ABAC（A：绿色，B：蓝色，C：红） [1]
锫是一种柔软的银白色放射性锕系金属，在元素周期表中位于锔之右，锎之左，镧系元素铽之下。锫的许多物理和化学特性与铽相似。锫的密度为14.78 g/cm，介乎锔（13.52 g/cm）和锎（15.1 g/cm）之间；其熔点（986 °C）也高于锔（1340 °C），低于锎（900 °C）。锫的体积模量（该物质抗衡均匀压力的强度）是锕系元素中相对较低的，大约为20GPa（2×10Pa）。
由于f轨道电子的内部跃迁，Bk离子会发出萤光，峰值在652纳米（红光）和742纳米（深红光，近红外线）波长处。激发功率和样本的温度会影响这两个峰值的相对亮度。要观察到这一萤光现象，可以把硅酸盐玻璃连同氧化锫或卤化锫一起加热，使锫离子在熔化了的玻璃中分散。
当温度介乎70 K和室温之间时，锫呈居里外斯顺磁性，实际磁矩为9.69玻尔磁子（µB），居里温度为101 K。实际磁矩值几乎与简单原子L-S耦合模型计算出的理论值9.72 µB相同。当温度降到大约34 K的时候，锫会转为呈反铁磁性。锫在标准状态下在氢氯酸中的溶解焓为−600 kJ/mol，并可依此推算出水溶Bk离子的标准生成焓（ΔfH°）为−601 kJ/mol。Bk与Bk间的标准电极电势为−2.01 V。中性锫原子的电离电势为6.23 eV。
同素异形体
在一般情况下，锫的结构是最稳定的α型。该结构呈六方对称形，空间群为P63/mmc，晶格参数分别为341 pm和1107 pm。该晶体有着双六方密排结构，层序为ABAC，因此它与α-镧和锔以后的锕系元素的α型晶体同型（具有相似的结构）。这种结构随着压力和温度而变化。在室温下压缩到7 GPa时，α-锫会转变为β型，该结构属于面心立方（fcc）对称型，空间群为Fm3m。这种结构转变不会使体积产生变化，但其焓会增加3.66 kJ/mol。当继续加压到25 GPa时，锫更会转变为属于正交晶系的γ型结构，与α-铀相似。转变后的体积会增加12%，并使5f壳层电子离域。直到57 GPa锫都不会再进行相变。
加热后，α-锫会变为面心立方结构（但与β-锫稍有不同），空间群为Fm3m，晶格常数为500 pm。这种结构和层序为ABC的密排结构相同。这是一种亚稳态，并会在室温下缓慢地变回α-锫。科学家认为这一相变发生时的温度与锫的熔点非常相近。
化学特性
和所有锕系元素一样，锫可溶于各种无机酸溶液中，并在转化为Bk时释放氢气。这种三价氧化态（+3）特别在水溶液中最为稳定，但另外也存在四价（+4）的锫化合物。二价（+2）锫化合物也有可能存在，但仍不确定。锫的镧系同位素铽也有类似的特性。 Bk在多数酸溶液中都呈绿色，Bk则在氢氯酸中呈黄色，并在硫酸中呈橘黄色。锫在室温下不会与氧发生剧烈反应，这可能是因为它的表面形成了氧化物保护层。另外，锫会与熔化了的金属、氢、各种卤素、氧族元素和氮族元素反应，形成各类二元化合物。
同位素
已知属性的锫同位素共有20中，同核异构体共6种，质量数从235到254不等，全都具有放射性。半衰期最长的有Bk（1,380年）、Bk（9年）和Bk（330天）。其余的同位素半衰期从几微秒到几天不等。锫-249是所有同位素中最容易合成的。它主要释放软β粒子，因此较容易被探测到。锫-249的α辐射非常弱，只有其β辐射的1.45×10%，但也被用于探测该同位素。第二重要的锫同位素是锫-247，它像大部分锕系元素的同位素一样会释放α粒子。
存量
由于所有锫同位素的半衰期都在1,380年以下，远远不足以从地球形成时（数十亿年前）存留至今。因此所有的原始锫元素（地球形成时存在的锫）至今都已衰变殆尽了。
在地球上，锫主要集聚在几处曾在1945至1980年用于进行核试验的地点，以及一些核事故地点，如切尔诺贝尔核事故、三哩岛核泄漏事故和1968年图勒空军基地B-52坠毁事件等的发生地点。1952年11月1日，美国在埃内韦塔克环礁引爆了代号为常春藤麦克的氢弹。分析显示，爆炸碎片中含有高浓度的各种锕系元素，其中也包括了锫。由于正值冷战，研究结果起初被军方列为机密，直到1956年才被发布。
利用核反应炉产生的锫同位素主要是锫-249。在储存和运载时，大部分的锫会经β衰变变为锎-249。锎-249的半衰期为351年，相对其他在反应炉中产生的同位素来说相当长，所以不可与废料一起弃置。
在含铀量很高的矿藏中，中子捕获和β衰变可以产生几个锫元素的原子，因此锫是自然产生的元素中最罕见的。 [2]
物理性质
状态：人造放射性元素。
熔 点(℃): 986
沸 点(℃):
密度(g/cc，300K): 14.78
比 热/J/gK :
蒸发热/KJ/mol :
熔化热/KJ/mol:
导电率/106/cm :
导热系数/W/cmK: 0.1
地质数据
丰 度
滞留时间/年：
太阳(相对于 H=1×1012): 未知 海水中/p.p.m.：零
地壳/p.p.m.: 零 大西洋表面: 太平洋表面:
大气/p.p.m.（体积）: 大西洋深处: 太平洋深处:
生物数据
人体中含量
肝/p.p.m.:
器官中: 零 肌肉/p.p.m.:
血/mg dm-3 : 日摄入量/mg: 零
骨/p.p.m.: 人(70Kg)均体内总量/mg: 零
锫-247是最稳定的同位素,它的半衰期有1380年。
合成与提取
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同位素的制备
在核反应炉中对铀（U）或钚（Pu）进行中子撞击，可以形成锫。首先，铀燃料经中子捕获（又称(n,γ)反应或中子聚变）变为钚：
钚-239再经中子通量比一般反应炉高几倍的辐射源（如位于美国田纳西州橡树岭国家实验室的85百万瓦特高通率同位素反应炉）照射。高中子通量能够催发多次中子融合反应，把Pu转换为Cm，然后转换为Cm：
锔-249的半衰期很短，只有64分钟，所以不太可能进一步转换为Cm。不过，锔-249会经β衰变形成Bk。
Bk半衰期较长，有330天，因此可以再捕获一颗中子。但是产生出来的Bk半衰期又非常短，只有3.212小时，所以不可能再变成更重的锫同位素，而是衰变为锎同位素Cf：
虽然Bk是锫最稳定的同位素，但是合成该同位素的过程却缺乏效率。这是因为锔-247（原同位素）的衰变率很慢，所以在进行β衰变形成锫-247，就已吸收了更多的中子，形成别的同位素了。因此Bk是最容易合成的锫同位素，但其产量仍然微乎其微（美国在1967至1983年间的锫产量总和只有0.66克，每毫克价格高达185美元）。
同位素Bk是在1956年以能量为25MeV的α粒子撞击含各种锔同位素的混合物而首次合成的。该同位素和Bk的讯号互相重叠，无法直接辨识，但科学家通过测量衰变产物Cf量的增加，确定了这个新的同位素的存在。同年，科学家以α粒子撞击Cm，产生了锫-247：
1979年，科学家以B撞击U，以B撞击U，以N撞击Th并且以N撞击Th，合成了锫-242。锫-242经电子捕获转变为Cm，半衰期为7.0 ± 1.3分钟。该实验并没有产生Bk同位素。科学家在后来成功合成了Bk。
分离
锫在液体中有着较稳定的+4氧化态，因此要把锫从别的锕系元素中分离出来会较为简单。核合成会产生大量的锕系元素副产品，这些元素的氧化态主要为+3。在最初进行的实验当中，科学家没有用到这一分离法，而是使用了一种相对复杂的过程。三价锫离子可以被氧化为+4态，可用的氧化剂包括溴酸盐（BrO）、铋酸盐（BiO）、铬酸盐（CrO2−4和Cr2O2−7）、硫醇银(I)（Ag2S2O8）、二氧化铅（PbO2）和臭氧（O3）等，另也可用光化学氧化过程。制成的四价锫离子再通过离子交换层析法或液态-液态提取法分离出来。液态-液态提取法可使用HDEHP（二(2-乙基已基)膦酸）、各种胺、磷酸三丁酯或其他的各种试剂。这些过程都能将锫从多数三价的锕系元素和镧系元素中分离出来，但铈除外。（镧系元素并不是离子照射后的产物，而是在各种核裂变衰变链中产生的。）
橡树岭国家实验室采用的方法如下：先用氯化锂作为试剂对最初的锕系元素混合物进行离子交换法，再将其沉淀为氢氧化物，过滤后溶解在硝酸中。然后用正离子交换树脂对该溶液进行高压洗提，其中的锫再经由以上的任一方法氧化并提取出来。这个溶液当中几乎没有任何其他的锕系元素（但仍含铈）。把Bk还原为Bk之后，可再次用离子交换法把锫从铈中分离出去。
锫金属的制备
位于美国爱达荷州的爱达荷国家实验室于1952年开始了一项计划，以研究固态锫及其化合物的化学及物理属性。Burris B. Cunningham和Stanley G. Thompson于1958年用8克的钚-239作为目标体，在反应炉内对其进行持续6年的放射，最后首次制成了宏观数量的锫元素（0.6微克）。这是唯一一种可用来制造可称量的锫的方法，且大部分实验所用到的固态锫重量都不超过几微克。
世界上主要用来制造锫的放射反应炉是位于美国田纳西州橡树岭国家实验室的80百万瓦特高通率同位素反应炉，以及在俄罗斯季米特洛夫格勒核反应器研究所的SM-2环流反应器。两者都是专门用来制造超锔元素的（原子序超过96的元素），有着相似的功率和通量，对超锔元素的产量也预计相似，但俄罗斯核反应器研究所并不公开他们的生产记录。橡树岭国家实验室的一次常规作业会对数十克锔进行放射，产生约十分之一克锎、数毫克锫-249和锿以及数皮克镄。从1967年至今在橡树岭生产的锫-249总量仅仅超过1克。
科学家在1971年在1000 °C的温度下用气态锂对三氟化锫的还原反应，首次制备了锫金属，共制成1.7微克。他们把三氟化锫悬挂在钨丝上，置于由钽做成的坩埚上方，坩埚装着熔化了的锂。
用四氟化锫也能达到类似的结果。用钍和镧还原四价锫离子，也会形成锫金属。
化合物
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氧化物
已知的氧化锫有两种，其中的锫氧化态分别为+3（三氧化二锫，Bk2O3）和+4（二氧化锫，BkO2）。二氧化锫是一种棕色的固体，三氧化二锫则是熔点为1920 °C的黄绿色固体，可通过氢分子来还原二氧化锫而取得：
加热到1200 °C后，Bk2O3会进行相变，到1750 °C时再进行一次相变。锕系元素的倍半氧化物（三氧化二……）都具有这三种相态。另外，有报告称一氧化锫（BkO）是一种灰色的脆弱固体。
卤化物
锫卤化物中锫的氧化态为+3或+4，其中+3态特别在溶液中最为稳定。科学家只知道四价卤化物BkF4和Cs2BkCl6的固态属性。三氟化锫和三氯化锫中锫原子的配位呈三帽三角菱柱形，配位数为9。在三溴化锫中，锫原子的配位呈二帽三角菱柱形形，配位数为8；或呈八面体形，配位数为6。三碘化锫中的锫配位呈八面体形。
氧化态 F Cl Br I
+3 BkF3
（黄色） BkCl3
（绿色）
Cs2NaBkCl6 BkBr3
（黄绿色） BkI3
（黄色）
+4 BkF4
（黄色） Cs2BkCl6
（橙色） / /
四氟化锫（BkF4）是一种黄绿色的离子固体，与四氟化铀和四氟化锆同型。三氟化锫（BkF3）也是种黄绿色的固体，但它有两种晶体结构。较稳定的一种存在于较低温度，与三氟化钇同型；另一种存在于350和600 °C之间，与三氟化镧同型。
1962年，科学家首次分离并研究了三氯化锫（BkCl3），其重量只有30亿分之一克。他们首先准备一条温度为500 °C，含有氧化锫的中空石英管，再注入氯化氢。制成三氯化锫为绿色固体，熔点在600 °C，结构与三氯化铀同型。当加热到接近熔点时BkCl3会进行相变，结构转为属于正交晶系。
已知的三溴化锫共有两种，其中锫的配位数分别为6和8。后者不甚稳定，在加热到大约350 °C时会转变为前者。科学家从BkBr3样本刚制成时，持续超过3年利用X光散射技术对该样本进行检测。在这段时间内，一部分的锫-249经过β衰变转变成锎-249，使化合物变为CfBr2。样本的结构并没有随时间变化，但CfBr3可以被氢还原成CfBr2，而BkBr3则不能被还原。科学家又对单独的BkBr3和CfBr3，以及对两者的混合物分别进行了实验，都证实了该项结果。化合物中的锫以每天0.22%的速率衰变为锎，这有碍对锫化合物的研究。除了会干扰化学成分之外，Cf还会释放α粒子，从而对晶体结构造成破坏，并使样本自然加热。要消除化学成份变化的影响，可以在不同时间对样本进行测量，并依此推算出所需的数值。
其他无机化合物
锫-249可以和氮、磷、硒和锑分别形成BkX型的化合物。这些化合物的晶体结构属于立方晶系，可在高温（约600 °C）、高真空环境下使三氢化锫（BkH3）或锫金属与这些元素反应而制得。
三硫化二锫（Bk2S3）是一种棕黑色晶体。在1130 °C使氧化锫与硫化氢和二硫化碳的气态混合物反应，或使锫金属直接和硫反应，都可以形成三硫化二锫。
在1摩尔浓度的氢氧化钠溶液中，氢氧化锫(III)和氢氧化锫(IV)都是稳定的。磷酸锫(III)（BkPO4）是一种固体，并在绿光照射下会有强烈的萤光反应。要制备氢化锫，须使锫金属和氢气在大约250 °C的温度下反应。氢化锫的化学式中，氢的系数不是整数：BkH2+x（0＜x＜1）。锫还有几种其他的盐，包括硫氧化锫（Bk2O2S）以及水合硝酸锫（Bk(NO3)3·4H2O）、水合氯化锫（BkCl3·6H2O）、水合硫酸锫（Bk2(SO4)3·12H2O）和水合草酸锫（Bk2(C2O4)3·4H2O）。Bk2(SO4)3·12H2O在600 °C温度下于氩气中（为避免氧化成BkO2）经热分解后，会产生硫氧化锫(III)晶体（Bk2O2SO4）。该化合物在惰性环境里在1000 °C以下不会热分解。
有机化合物
锫能形成三角型(η–C5H5)3Bk茂金属，含有三个环戊二烯基团。合成方法是在70 °C下使三氯化锫与熔化了的二茂铍（Be(C5H5)2）反应。该化合物呈琥珀色，密度为2.47 g/cm，在250 °C以下不会热分解，并在大约350 °C升华。由于锫具有高放射性，所以这种化合物在几个星期之内便会自我破坏。(η–C5H5)3Bk当中的一个环戊二烯基可以被取代为氯原子，形成[Bk(C5H5)2Cl]2。该化合物的吸收光谱与(η–C5H5)3Bk的相似。
应用领域
用来合成Uus的锫目标体，溶于水中
锫在基础科学研究之外没有实际的用途。锫-249常被用于制备更重的超铀元素和超锕系元素，如铹、鑪和
美国和俄罗斯从1989年起开始合作合成113至118号元素。橡树岭国家实验室于2009年在进行250天长的粒子照射后，产生了22毫克的锫-249。该样本被送往位于俄罗斯杜布纳的联合核研究所（JINR），并在U400回旋加速器中经钙离子撞击150天后，首次产生了共6颗的Uus原子。 [3]
核燃料循环
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锫的核裂变属性与其邻近的锕系元素不同，这使锫不能成为一种有效的核反应燃料。锫-249的热中子捕获截面较大（710靶恩），共振积分为1200靶恩，但热中子裂变截面却很低。因此在热核反应炉中，大部分的锫-249会转变为锫-250，再迅速衰变为锎-250。理论上，锫-249可以在快中子增殖反应堆中维持核连锁反应。其临界质量较高，有192 kg。利用水或钢反射器，可以降低临界质量，但仍然会大大超出锫在全球的总产量。
锫-247在热中子反应堆和快中子反应堆中都能够维持核连锁反应，但由于制造方法繁复，其产量远低于临界质量。球体锫-247的临界质量为75.7 kg，加上水反射器后为41.2 kg，用钢反射器（厚30 cm）的话，则为35.2 kg。 [4]
安全信息
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科学家并不了解锫会对人的身体有何影响，而且无法拿其他元素借鉴，因为锫的辐射产物很不同（锫释放电子，而大部分其他锕系元素则释放α粒子和中子）。锫-249所释放的电子能量颇低（不足126 keV），在其他衰变发生的同时，信号受到干扰而无法被探测到，因此相比其他锕系元素，它对人体相对无害。不过，锫-249会变为释放大量α粒子的锎-249同位素，半衰期只有330天。锎-249非常危险，必须在特殊的实验室里，在手套箱内处理。
大部分有关锫的毒性的数据都是来自于动物实验的。当老鼠进食锫之后，大约只有0.01%的锫元素会进入血液。血液中的锫有65%进入骨骼，并存留约50年；25%进入肺部（生物半衰期约为20年）；0.035%进入睾丸或0.01%进入卵巢，并永久存留；约10%排出体外。锫在以上的器官内都可以致癌，而在骨骼系统内，它还会破坏红血球。人类骨骼里锫-249的量的允许上限为0.4纳克。 [5]
词条图册
锎是一种放射性金属元素，化学符号为Cf，原子序数为98。锎属于锕系元素，是第六个被人工合成出来的超铀元素，自然界能自行产生的元素中质量最高的，所有比锎更重的元素皆必须通过人工合成才能产生。
伯克利加州大学于1950年以α粒子撞击锔，首次人工合成锎元素，因此该元素是以美国加利福尼亚州及加州大学命名的。
百科星图
元素周期表所有元素
氢
第1号元素
氦
第2号元素
锂
第3号元素
铍
第4号元素
中文名
锎
外文名
Californium
CAS登录号
7440-71-3 [1]
熔 点
900 ℃
沸 点
1470 ℃
密 度
15.1 g/cm³
外 观
银白色
晶体结构
晶胞为六方晶胞
元素符号
Cf
元素类别
锕系元素
原子序数
98
原子量
251.08
周 期
第七周期
族
IIIB族
区
f区
电子排布
[Rn] 5f10 7s2
电负性
1.3（鲍林标度）
目录
.1 发现简史
.2 矿藏分布
.3 物理性质
.4 化学性质
.5 制备方法
.6 应用领域
.▪ 中子源
.▪ 应用发展
.7 危害
发现简史
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锎（台湾、香港、澳门称鉲）是一种人工合成的放射性化学元素，它的化学符号是Cf，它的原子序数是98，属于锕系元素之一。
锎（银白色）
1950年2月9日前后 [2] ，物理学家Stanley G. Thompson、Kenneth Street, Jr.、阿伯特·吉奥索及格伦·西奥多·西博格在伯克利加州大学首次发现了锎元素。锎是第六个被发现的超铀元素。研究小组在1950年3月17日发布了该项发现。锎的拼音名称是以美国的加利福尼亚州命名。该地是加利福尼亚大学柏克莱分校的所在州份
美国加州伯克利的1.5米直径回旋加速器将α粒子（42He）加速至35 MeV能量，射向一微克大小的锔-242目标，以此产生了锎-245（245Cf）和一颗自由中子（n）。
此次实验只产生了大约5千颗锎原子，半衰期为44分钟。
该新元素以加州和加州大学命名。这和95至97号元素的命名方式有所不同。第95至97号元素是利用类似于对上的元素之命名方式而命名的。但是，98号元素以上的镝（Dysprosium）的意思是“难取得”，所以研究人员决定打破此前的非正式命名常规。
爱达荷国家实验室通过对钚目标体进行辐射，首次产生了重量可观的锎元素，并于1954年发布了研究结果。产生的样本中能够观察到锎-252的高自发裂变率。1958年，科学家首次对浓缩锎进行了实验。在对钚-239进行中子辐射连续5年之后，科学家在样本中发现了从锎-249到锎-252的各个同位素。两年后的1960年，劳伦斯伯克利国家实验室的Burris Cunningham和James Wallman把锎置于蒸汽与盐酸中，第一次制成了锎的化合物——三氯化锎、氯氧化锎及氧化锎。
1960年代，位于美国田纳西州橡树岭的橡树岭国家实验室利用其高通率同位素反应炉（HFIR）产生了少量的锎。到1995年为止，HFIR的实际锎年产量为500毫克。在《英美共同防御协约》下英国向美国提供的钚元素曾用于制造锎。
美国原子能协会在1970年代初起向工业及学术机构销售锎-252同位素，每微克价格为10美元，从1970至1990年每年一共售出150微克锎-252。Haire和Baybarz于1974年用镧金属还原了氧化锎(III)，首次制成数微克重、厚度小于1微米的锎金属薄片。
矿藏分布
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含锎矿石
地球上有着极少量的锎，主要出现在含铀量很高的铀矿中。铀在捕获中子之后进行β衰变，从而形成锎。在使用锎进行探矿或医学治疗的设施附近也可以发现锎。锎不易溶于水，但会黏附在泥土上，所以泥土中锎的浓度可以比泥土粒子周围的水高出500倍。
1980年之前大气层核试验的辐射落尘散落在环境中，其中含有少量的锎。从空气中采得的核爆辐射落尘中曾被发现含有质量数为249、252、253和254的锎同位素。
科学家曾认为超新星会产生锎，因为超新星物质的衰变符合Cf的60天半衰期。不过，之后的研究未能探测到锎谱线，人们也一般认为超新星的光变曲线是符合镍-56的特征的。
物理性质
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同位素：同位素有245Cf到254Cf。最稳定的同位素是251Cf，半衰期是900年 [3] 。
锎的电子模型
性质：熔点900℃。金属锎十分容易挥发，在1100~1200℃范围中能蒸馏出来。化学性质活泼，与其他+3价锕系元素相似。有水溶性的硝酸盐、硫酸盐、氯化物和过氯酸盐；它的氟化物、草酸盐、氢氧化物在水溶液中沉淀。利用耙子同位素和轰击粒子的种种组合，已发现了几种锎的同位素：246Cf、249Cf、251Cf、252Cf、254Cf等。251Cf半衰期为900年；249Cf半衰期为360年；252Cf半衰期为2.64年；254Cf半衰期为64天 [4] 。
由氦同位素轰击锔可得到微量的锎。锎的同位素有从237Cf到256Cf。
虽然锎-251是最稳定的同位素，但是最有商业价值的却是锎-252。锎-252大部分都是用来检测飞机行李内是否有爆裂物存在。
锎是一种银白色的锕系金属，熔点为900°C，估计的沸点为1470 °C。处于纯金属态时，锎是具延展性的，可以用刀片轻易切开。在真空状态下的锎金属到了300 °C以上时便会气化。在51K（20°C）以下的锎金属具铁磁性或亚铁磁性，在48至66K时具反铁磁性，而在160K（10 °C）以上时具顺磁性。它与镧系元素能够形成合金，但人们对其所知甚少。
在一个大气压力下，锎有两种晶体结构：在900 °C以下为双层六方密排结构（称α型），此时密度为15.1g/cm3；而另一种面心立方结构（β型）则在900 °C以上出现，密度为8.74 g/cm3。在48GPa的压力下，锎的晶体结构会由β型转变为第三种正交晶系结构。这是由于锎原子中的5f电子在此压力下会变成离域电子，这些自由电子够参与键结的形成。
物质的体积模量指的是该物质抗衡均匀压力的强度。锎的体积模量为50±5 GPa，这与三价的镧系金属相似，但比一些常见的金属低。
参数
电子构型:1s2 2s2p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d105f10 6s26p67s2
同位素及放射线： Cf-245 [44m] ；Cf-246 [1.5d] ；Cf-247 [3.1h] ；Cf-248 [334d] ；Cf-249 [351y]； Cf-250[13y] ；Cf-251 (放 α[900y])； Cf-252 [2.6y] ；Cf-253 [17.8d] ；Cf-254 [60.5d]
外围电子层排布：5f10 7s2
晶体数据：
晶胞为六方晶胞。
晶胞参数：
a = 338 pm
b = 338 pm
c = 1102.5 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 120°
化学性质
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锎的某些化合物
氧化态 化合物 公式 颜色
+2 二溴化锎 CfBr2 黄色
+2 二碘化锎 CfI2 深紫色
+3 三氧化二锎 Cf2O3 黄绿色
+3 三氟化锎 CfF3 鲜绿色
+3 三氯化锎 CfCl3 翠绿色
+3 三碘化锎 CfI3 柠檬色
+4 二氧化锎 CfO2 棕黑色
+4 四氟化锎 CfF4 绿色
锎的化合价
可以是+4、+3或+2，也就是说一个锎原子能够形成2至4个化学键。其化学属性预计将会类似于别的三价锕系元素，以及在元素周期表中位于锎以上的镝。锎在室温下会在空气中缓慢地失去光泽，速度随着湿度的提高而加快。锎可以和氢、氮和任何氧族元素加热进行反应，其中与不含湿气的氢或与水溶无机酸反应的速度极快 [5] 。
锎离子
处于锎(III)正离子状态。科学家未能还原或氧化溶液中的+3离子。锎能够形成能溶于水的氯化物、硝酸盐、高氯酸盐及硫酸盐，沉淀后形成氟化物、草酸盐或氢氧化物。
同位素
已知的锎同位素共有20个，有246Cf、249Cf、251Cf、252Cf、254Cf等， [5] 都是放射性同位素。其中最稳定的有锎-251（半衰期为900年 [5] ）、锎-249（360年 [5] ）、锎-250（13.08年）及锎-252（2.645年 [5] ）。其余的同位素半衰期都在一年以下，如锎-254半衰期为64天， [5] 大部分甚至少于20分钟。锎同位素的质量数从237到256不等。
锎-249是在锫-249进行β衰变后形成的。大部分其他的锎同位素是在核反应炉中对锫进行强烈的中子辐射后产生的。虽然锎-251的半衰期最长，但是由于容易吸收中子（高中子捕获率）以及会与其他粒子产生反应（高中子截面），所以其产量只有10%。
锎-252是个强中子射源，因此其放射性极高，非常危险。锎-252有96.9%的概率进行α衰变（损失两颗质子和两颗中子），并形成锔-248，剩余的3.1%概率进行自发裂变。一微克锎-252每秒释放230万颗中子，平均每次自发裂变释放3.7颗中子。其他大部分的锎同位素都以α衰变形成锔的同位素（原子序为96）。
制备方法
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用氦离子轰击锔而得。
锎可以在核反应炉和粒子加速器中产生。锫-249（249Bk）受中子撞击（中子捕获(n,γ)）后立即进行β衰变（β），便会形成锎-250（250Cf）：锎-250在受中子撞击后会产生锎-251和锎-252。
对镅、锔和钚元素进行中子辐射可以制成数毫克的锎-252和数微克的锎-249。直到2006年，科学家利用特殊的反应炉对锔-244至248进行中子辐射，主要产生出锎-252，另有较少的锎-249至255。
经过美国核能管理委员会可以购得微克量的锎-252作商业用途。世界上仅有两处生产锎的设施：位于美国的橡树岭国家实验室以及位于俄罗斯的核反应器研究所。到2003年为止，两座设施分别每年生产0.25克和0.025克的锎-252。
设施还生产三个半衰期颇长的锎同位素，这需要铀-238捕获中子15次，期间不进行核裂变或α衰变。从铀-238开始的核反应链经过几个钚同位素、镅同位素、锔同位素、锫同位素以及锎-249至253。
应用领域
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中子源
可用作高通量的中子源。 [5]
能够利用的锎的数量非常少，使其应用受到了限制，可是，它作为裂解碎片源，被用于核研究 [6] 。
该元素是世界上最昂贵的元素，1克价值2700万美元， 是金子的65万倍 [7] 。
可用作高通量的中子源。 在核医学领域可用来治疗恶性肿瘤。由于锎-252中子源可以做得很小很细，这是其他中子源所做不到的，所以把中子源经过软管送到人体腔内器官肿瘤部位，或者植入到人体的肿瘤组织内进行治疗。特别是对子宫癌、口腔癌、直肠癌、食道癌、胃癌、鼻腔癌等，锎-252中子治疗都有相当好的疗效 [8] 。
应用发展
中国生产和应用锎-252中子源始于20世纪90年代。锎是一种人造元素，其同位素锎－252被用于近距离治疗。这种同位素首次发现于氢弹爆炸后的尘埃，是能够产生丰富中子的唯一核素。1968年医用锎源被用来治疗首例病人，中子近距离治疗法由此诞生。中子治癌是最先进的癌症治疗方法之一，治疗效果优于当前被广泛使用的放疗。它无须让病人全身接受放射性射线，而是利用特制的施源器将中子源送入人体或肿瘤内进行腔内、管内或组织间照射，放射反应轻且能够彻底杀死癌细胞 [9] 。
中子刀是锎-252中子源自动遥控式后装治疗系统，是一种放射治疗，融核物理学、放射生物学、自动控制、计算机等多门学科为一体的先进医疗设备、以治疗人体腔道或管道内肿瘤为主的大型现代化高科技放射治疗设备。具有世界领先水平，中子刀填补了中国乃至世界治癌领域的一项空白。
橡树岭国家实验室建造的50吨重运输桶，可用于运载最多1克的Cf。运输此类高放射性物质必须用到重型容器，以避免可能的意外。
锎-252作为一种强中子射源，有着几个应用的范畴。每微克的锎每分钟能够产生1.39亿颗中子。因此锎可以被用作核反应炉的中子启动源或在中子活化分析中作为（非来自反应炉的）中子源。在放射治疗无效时，子宫颈癌和脑癌的治疗用到了锎所产生的中子。自从1969年萨瓦那河发电厂向佐治亚理工学院借出锎-252之后，锎一直被用于教育范畴上。在煤炭、水泥产业中，锎也被应用在煤元素分析和粒状物质分析机上。
由于中子能够穿透物质，所以锎也可以被用在探测器中，如燃料棒扫描仪，使用中子射线照相术来探测飞机和武器部件的腐蚀、问题焊接点、破裂及内部湿气，以及便携式金属探测器等。中子湿度计利用锎-252来寻找油井中的水和石油，为金银矿的实地探测提供中子源，以及探测地下水的流动。1982年锎-252的主要用途按用量比例分别为：反应炉启动源（48.3%）、燃料棒扫描仪（25.3%）及活化分析（19.4%）。到了1994年，大部分的锎-252都用于中子射线照相（77.4%），而燃料棒扫描仪（12.1%）和反应炉启动源（6.9%）则成了次要的应用范围。
锎-251的临界质量很低（约为5 kg）。人们曾夸大其低临界质量的可能用途。
2006年10月，位于俄罗斯杜布纳联合核研究所的研究人员宣布成功合成3颗Uuo（118号元素）原子。他们利用钙-48撞击锎-249，产生了这个目前最重的元素。该次实验的目标体是一片面积为32 cm、含有10 mg锎-249的钛薄片。 其他用到锎来合成的超铀元素还包括1961年以硼原子核撞击锎所形成的铹元素。
锎在核医学领域可用来治疗恶性肿瘤。由于锎-252中子源可以做得很小很细，这是其它中子源所做不到的，所以把中子源经过软管送到人体腔内器官肿瘤部位，或者植入到人体的肿瘤组织内进行治疗。特别是对子宫癌、口腔癌、直肠癌、食道癌、胃癌、鼻腔癌等，锎-252中子治疗都有相当好的疗效。 [9]
我国生产和应用锎-252中子源始于20世纪90年代。1992年中国已建立了锎-252中子源生产线。由俄罗斯提供锎-252原料和工艺设备，在中国生产锎-252中子源。 [9]
中国已有公司从事锎-252中子治疗仪的开发，于1999年起，经过几年的临床应用，显示出非常好的疗效。 [9]
锎是一种人造元素，其同位素锎－252被用于近距离治疗。这种同位素首次发现于氢弹爆炸后的尘埃，是能够产生丰富中子的唯一核素。1968年医用锎源被用来治疗首例病人，中子近距离治疗法由此诞生。中子治癌是最先进的癌症治疗方法之一，治疗效果优于当前被广泛使用的放疗。它无须让病人全身接受放射性射线，而是利用特制的施源器将中子源送入人体或肿瘤内进行腔内、管内或组织间照射，放射反应轻且能够彻底杀死癌细胞。 [9]
危害
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锎累积在骨骼组织里的锎会释放辐射，破坏身体制造红血球的能力。由于放射性极强，在环境中的存量极低，所以锎在生物体中没有任何自然的用途。
在进食受锎污染的食物或饮料，或吸入含有锎的悬浮颗粒之后，锎就会进入体内。在身体里，只有0.05%的锎会进入血液里，其中的65%会积累在骨骼中，肝脏25%，其余的主要通过排尿排出身体。骨骼和肝脏中积累的锎分别会在50年和20年后消失。锎会首先附在骨骼的表面，之后会慢慢蔓延到骨骼的各个部分。
一旦进入体内，锎会造成很大的损害。另外，锎-249和锎-251能释放伽马射线，对外表组织造成伤害。锎所释放的电离辐射在骨骼和肝脏中可致癌 [10] 。
锔 [1] （Curium）金属元素，原子序数为96，元素符号Cm。是一种放射性人造元素。呈银白色，有延展性。由人工核反应获得。在化合物中呈正三价。在一般社会生活中极不常见，在放射化学实验及特殊的同位素能源中使用较为广泛。1944年，美国加州大学伯克利分校教授西博格带领团队在伯克利发现锔元素。
百科星图
元素周期表所有元素
氢
第1号元素
氦
第2号元素
锂
第3号元素
铍
第4号元素
中文名
锔
外文名
Curium
纪 念
居里夫妇
实 质
人造金属元素s
元素类型
锕系元素
化学符号
Cm
发现年代
1944年
发现者
西博格、詹姆斯和吉奥索
目录
.1 发现简史
.2 矿藏分布
.3 物理性质
.4 化学性质
.5 应用领域
.6 制备方法
.7 危害性及防护
.▪ 危害简介
.▪ 体内代谢
.▪ 损伤效应
.▪ 治疗
发现简史
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锔元素的命名为了纪念居里夫妇
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
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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
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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
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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
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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。 [2] 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
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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
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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 [3] 。
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 [4] 。
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 [5] 。
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 [3] 。
治疗
加速排除 [6] ：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。
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