认识一下人工“夜明珠”钷

来源:科普时报

2022-12-23 17:04:13

最近,你的朋友圈有没有被一种“土”刷屏?


没错,就是那个稀土!


原本,这一只存在于中学地理课本的概念因为各种原因最近已经成为热议的“高频词”。


当然,稀土也确实有成为“当红IP”的实力,其作为一种不可再生的稀缺性战略资源,一直就被誉为“超级工业味精”,其重要性对于各工业强国不言而喻。


今天,我们先来认识一下钷[pǒ]元素,这是“万能之土”稀土元素家族成员之一,同时也被誉为人工“夜明珠”。



在核反应堆中用中子轰击钕可以得到钷的同位素,人们认为作为天然核裂变产物,自然界中也存在极微量的钷,只是这极微量并无提取价值。要生产利用钷,必须采取用核反应堆人造元素的办法。


在用途方面,钷的主要应用领域是放射发光,其发光时不产生热量,也叫“冷光”。比起普通的自发光元素,放射发光的优势在于它不需要维护保养即可长期提供微弱照明。


如钷-147的半衰期为2.6年,是一种只放射β射线的放射性核素,β射线射程短,对人体危害小。因此,钷-147广泛应用于人工“夜明珠”、军事设施的仪表舱和控制台的仪表刻度和指针,以及炮兵用观察设备的分划镜、水准器、航天航标灯和广泛的医用领域。


除此之外,钷-147可用于制造放射性同位素电池,利用钷发出射线产生热量,通过热电偶将热能转化为电能。也可以利用放射线作用于荧光物质产生的荧光照射在硅光电池上而产生电能,这类特殊的电池只有纽扣大小,能持续工作5年之久。可用于导弹中仪器核动力电池,也可作为心脏起搏器电源。


在农业上,钷-147作为纯β放射源是理想的示踪元素。利用其明显的选择性蓄积可研究稀土农业应用的环境安全性。钷-147在土壤中具有强的吸附性,而且难以迁移,易于在土壤和底泥中积累,并且在水生生物和陆生食用植物中具有明显的富集性。


目前来看,稀土元素的制备与提取是以牺牲生态环境为代价的血泪史。


浸出、酸沉等工序产生的大量废水富含氨氮、重金属等污染物,严重污染饮用水和农业灌溉用水。其次,稀土开采对环境和植被破坏性非常大。先砍树后锄草,然后剥离表层土壤,所到之处山体植被都会遭受难以修复的破坏。再次,稀土采选产生的废渣占用大量的土地,其中所含的重金属或有害元素在雨水冲洗作用下进入河流或地下水体,严重影响人民的身体健康和生态环境。


显然,我们必须共同保护好稀土资源,才能让这小小的萤火之光照亮中国、照亮全世界! 


责任编辑:侯博

Baidu
map