2006年11月24日,英國(guó)衛(wèi)生防護(hù)局宣布,在疑遭投毒身亡的俄羅斯前特工利特維年科體內(nèi)檢測(cè)出放射性元素釙。英國(guó)衛(wèi)生防護(hù)局在利特維年科的尿液里發(fā)現(xiàn)了釙-210,且含量極高。這表明,利特維年科生前被人下毒,途徑可能是口服、吸入或通過(guò)傷口吸收。與此同時(shí),英國(guó)警方也宣布,已在利特維年科的家中和他發(fā)病當(dāng)天光顧的兩個(gè)地方找到了釙-210的殘留物。
2006年12月1日,利特維年科中毒案的調(diào)查持續(xù)發(fā)酵,在英格蘭南部,一家旅店被臨時(shí)疏散接受放射性元素檢查;在愛(ài)爾蘭,有一家醫(yī)院在接受相同的檢查;在意大利。國(guó)家衛(wèi)生部正在采取措施消除公眾對(duì)放射性物質(zhì)污染的擔(dān)心。釙成為世界關(guān)注的熱點(diǎn)元素。
釙(pō),原子序數(shù)84,化學(xué)符號(hào)源于紀(jì)念居里夫人的祖國(guó)波蘭。
一、發(fā)現(xiàn)過(guò)程
19世紀(jì)末,人們發(fā)現(xiàn)了鈾的放射性衰變特性,并且認(rèn)為放射性是鈾元素所特有的性質(zhì)。而當(dāng)時(shí)在法國(guó)工作的波蘭化學(xué)家居里夫人在測(cè)試收集到的礦物放射性時(shí),發(fā)現(xiàn)瀝青鈾礦和輝銅礦的放射性比純粹的鈾的放射性更強(qiáng)。她細(xì)心地檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)這些礦物中含有一種比鈾的放射性強(qiáng)得多的元素。
居里先生了解到妻子研究的重要性,決定暫時(shí)停止自己在物質(zhì)結(jié)晶方面的研究,與妻子共同尋找這個(gè)新元素。1898年,他們從巨量的礦石中分離出了這種放射性很強(qiáng)的新元素,并了解到這種新元素的特性與鉍相近。
發(fā)現(xiàn)了新的元素,兩人都很興奮。居里夫人抓住居里的手,激動(dòng)地說(shuō):“我可憐的祖國(guó)的名字已從地圖上消失,但我要讓祖國(guó)的芳名永遠(yuǎn)銘刻在人們的記憶中。我想把我們剛剛發(fā)現(xiàn)的元素叫做‘波蘭’——釙,你同意嗎?”居里望著妻子,認(rèn)真地點(diǎn)了點(diǎn)頭。
1899年7月18日,他們公開(kāi)宣布發(fā)現(xiàn)了一種新元素。居里夫人為了紀(jì)念自己的祖國(guó)波蘭,提議叫這種新元素為polonium(釙)。
二、元素描述
釙為銀白色金屬,質(zhì)軟,它能在黑暗中發(fā)光。其熔點(diǎn)為254℃,沸點(diǎn)為962℃,密度9.4克/厘米。釙的物理性質(zhì)似鉈、鉛、鉍,化學(xué)性質(zhì)與碲相似,250℃時(shí)可與氧反應(yīng),易與酸反應(yīng),溶于稀礦酸和稀氫氧化鉀;能與氫或堿金屬形成釙化物。釙的化合物易水解并還原。化合價(jià)已有+2和+4價(jià),也有+6價(jià)存在。已知有兩種同位素異形體:-Po為單正方體;β-Po為單菱形體。在約36℃時(shí),α-Po轉(zhuǎn)化為β-Po。釙是世界上最稀有的元素。
釙在地殼中的含量為一百萬(wàn)億分之一,天然的釙存在于所有鈾礦石、釷礦石中。釙在瀝青鈾礦中的含量是一億分之一,用一般的化學(xué)方法收集它是極其艱巨的任務(wù)。已發(fā)現(xiàn)質(zhì)量數(shù)為192-218的全部釙同位素,除釙210、211、212、214、215、216、218外,其余都是通過(guò)人工核反應(yīng)合成的。釙可由人工合成或由氯化釙用鋅還原獲得。
三、元素用途
釙的放射性比鐳強(qiáng),可作為放射源;也可將釙沉積在鈹上,用作中子源;釙也用來(lái)消除靜電,還用作航天設(shè)備的熱源;可用于制造核彈的觸發(fā)裝置。
四、元素毒性
釙210毒性比氰化物高1000億倍,0.1克釙可以殺死100億人(氰化鈉對(duì)人致死量0.1克,),釙-210屬于極毒性核素,它容易通過(guò)核反沖作用而形成放射性氣溶膠,污染環(huán)境和空氣,甚至能透過(guò)皮膚而進(jìn)入人體,因此必須密封保存。釙的α射線能使有機(jī)物質(zhì)分解脫水,引發(fā)有機(jī)體一系列嚴(yán)重的生物效應(yīng)。
釙是放射性元素中最容易形成膠體的一種元素,它在體內(nèi)水解生成的膠粒極易牢固地的吸附在蛋白質(zhì)上,能與血漿結(jié)合成不易擴(kuò)散的化合物,對(duì)人體的危害很大。釙-210進(jìn)入人體后,能長(zhǎng)期滯留于骨、腎、肝、肺中,其遠(yuǎn)期輻射效應(yīng)會(huì)引起腫瘤。急性釙中毒與外照射急性放射病的癥狀基本相似,晚期突出的癥狀是腎萎縮和腎硬化。
釙-210鹽類的放射性很強(qiáng),可使其鹽溶液發(fā)生輻射分解。不斷產(chǎn)生過(guò)氧化氫和臭氧等氣體,并放出大量的熱。當(dāng)釙-210的濃度較大時(shí),由于輻射氣體所產(chǎn)生的氣壓不斷增加,甚至引起盛放釙鹽溶液的容器爆炸。釙-210被用于研究、醫(yī)藥以及空間組成的加熱資源。科學(xué)家稱,用于那些情況的釙-210是不會(huì)輕易導(dǎo)致中毒的。
釙-210也有一個(gè)非常短暫的、為期138天的半衰期,到時(shí)它會(huì)失去其一半的放射能。因此,有足夠的時(shí)間對(duì)它進(jìn)行處理,并轉(zhuǎn)移到目的地,然后它將給出致命的一擊。釙吞入體內(nèi)后能夠摧毀人體的DNA。而且,由于它不會(huì)穿透人的皮膚,所以很容易被攜帶過(guò)境。因此,釙-210已成為特工的利器。
五、損害表現(xiàn)
由于俄羅斯的這位前特工從發(fā)病到死亡的病程極短,因此我們不妨猜想他的病變?yōu)槟c型放射病,如確為這樣的話,他應(yīng)該有以下臨床表現(xiàn):
反復(fù)嘔吐,全身衰竭、血壓輕度下降、有時(shí)會(huì)腹瀉。癥狀持續(xù)2~3天后稍有緩解。經(jīng)過(guò)3~5天假愈期,在照射后1周即轉(zhuǎn)入極期,或不出現(xiàn)假愈期直接轉(zhuǎn)入極期。進(jìn)入極期后,特工出現(xiàn)反復(fù)嘔吐,嘔吐物多含膽汁或血性液體。嚴(yán)重腹瀉是極期的突出表現(xiàn),每天可達(dá)20~30次。腹瀉以血水便為其特征,血水便中含腸粘膜脫落物。腹瀉伴有腹脹、腹痛。
由于腸蠕動(dòng)功能紊亂,腸套疊、腸梗阻、腸麻痹等發(fā)生率較高。由于造血損傷嚴(yán)重,免疫功能低下,腸道失去障礙,致使體液和電解質(zhì)大量丟失,腸腔內(nèi)細(xì)菌、毒素和有害分解產(chǎn)物侵入血液,很快造成脫水、毒血癥、菌血癥等并發(fā)癥。后期出現(xiàn)壞死性腸炎、腹膜炎和壞死性扁桃體炎、敗血癥等。臨終前機(jī)體衰竭,體溫可驟然降低。由于放射物質(zhì)進(jìn)入了體內(nèi),所以這位前特工還會(huì)出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)等的損害,表現(xiàn)出如暈迷、幻視等。總而言之是身體各個(gè)器官都出現(xiàn)衰竭。
六、香煙釙彈
有人把香煙比作釙彈,這不是危言聳聽(tīng),也非言過(guò)其實(shí)。為什么香煙會(huì)變成釙彈呢?
煙草對(duì)土壤中所含的放射性元素有濃集作用,所以煙葉中放射性元素的含量,要比在同樣土壤里種植的一科技人員正在檢查因釙引發(fā)的放射細(xì)胞畸變般農(nóng)作物高出100倍以上,其中有釙-210,鉛-210和鐳-226等放射性元素。
據(jù)報(bào)道,我國(guó)某地產(chǎn)的煙葉每公斤含釙-210約2.5~8.1×10-10居里,鉛-210約10.3×10-9居里。鐳-226約4.8~8.7×10-11居里。鉛-210在煙葉的貯存過(guò)程中會(huì)逐漸衰變?yōu)獒?210。當(dāng)你把香煙點(diǎn)燃以后,這些放射性元素就隨著煙霧進(jìn)入你的呼吸器官和消化道,有一部分被吸附在上面,永遠(yuǎn)地放出射線來(lái)影響你的健康。危害最大的是釙,所以有人將香煙比作釙彈。
國(guó)內(nèi)暢銷(xiāo)的六種牌號(hào)的香煙中,釙-210的平均含量為每支0.85微微居里,另外一種劣質(zhì)香煙每支含量達(dá)1.31微微居里。在模擬吸煙動(dòng)作的實(shí)驗(yàn)中,12%的釙-210隨煙霧吸人體內(nèi),18%隨煙霧擴(kuò)散到空氣中,70%殘留在煙蒂和煙灰內(nèi)。如果每天吸煙20支,則吸入人體內(nèi)的釙-210達(dá)2.0~3.5微微居里。周?chē)牟晃鼰熣咭参肓瞬糠譄熿F,但是吸煙者吸入的要比旁邊的大60倍。
把這個(gè)劑量換算成年劑量,就是每年46~80毫雷姆。連續(xù)吸25年,體內(nèi)的累積劑量達(dá)1150~2000毫雷姆。接受的劑量達(dá)到一定程度時(shí),就可能成為致癌的物理因素。積累在呼吸器官內(nèi)的釙-210放出的是射線,它的電離作用會(huì)使細(xì)胞破壞。它躺在你的身體里,你永遠(yuǎn)帶著它,它永遠(yuǎn)照射著你,好比身上帶了個(gè)放射源。
飄散在空氣中的18%的放射物質(zhì)一部分被周?chē)晃鼰煹娜宋耄绻車(chē)傆腥宋鼰煟@位不吸煙者每天可吸0.03微微居里。吸煙對(duì)于周?chē)巳旱慕】凳且环N威脅,相當(dāng)于慢性放毒。殘留在煙蒂和煙灰中的70%的放射性物質(zhì),可能被風(fēng)吹散,落入食物中,或飲水中,被自己或旁人吃下去。
美國(guó)放射化學(xué)專家馬特爾最近在物理學(xué)會(huì)議上說(shuō),由于香煙的煙霧能夠吸附普遍存在于室內(nèi)空氣中的氡氣的衰變產(chǎn)物,這些煙霧隨空氣吸入人體,無(wú)論是吸煙者或不吸煙者都增加了患肺癌的可能性。一個(gè)每天吸煙40支的人,在40年后,可使肺組織受到大約100拉德的劑量,足以誘發(fā)癌癥!
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2008年4期