镅 （人工合成的原子序数为95的锕系元素）

简介

镅有19种同位素和8种核异构体，其中最常用的是镅-241。广泛应用于探测器、中子源等。

发现历史

镅是第四个被发现的超铀元素。1944年，在美国化学家格伦·T·西博格领导下工作的一个化学家小组发现了镅。镅发现于美国，人们便根据美国的名字命名它为镅。

第二次世界大战期间，化学小组的实验工作在芝加哥大学冶金实验室进行，该实验室即阿贡国家实验室。1944年，西博格、吉奥索、詹姆斯和摩根通过用中子轰击钚得到了镅-241。反应如下：

242

Am是由Pu经热中子照射生成的，首先Pu经中子照射生成Pu，后者经β衰变(t_1/2=5小时)生成Am，其核反应如下：

还原镅化合物

金属镅可通过还原镅化合物制备，通常由以下四种方法制备。

用金属钡（或锂）对AmF₃的蒸汽相进行还原：

用金属镧还原AmO₂：

在还原钢弹中用金属钙对AmF₄进行还原：

将Pt₅Am进行热分解：

应用领域

工业领域

由于镅-241的射线基本上是单能α和γ射线，因此它特别适宜作X射线激发源用于矿样分析和X射线发生器等，γ射线用于许多工业、科学研究中尺寸、厚度、密度和射线照象等测量仪器中，例如用来测量玻璃板的厚度、测量金属的厚度、测量铝材料的厚度和测量金属丝的直径。镅-241作为低能γ源，在价格、方便性、能谱纯度和寿命等方面都超过所有的可做低能Y源用的放射性同位素。

医疗领域

镅作为同位素能源在医疗中已经应用在测定骨骼中的矿物质含量和表面体积比、测定软组织中的类酯化合物、估计局部肺的呼吸、测定人体组成、甲状腺诊断以及颅内压测定器。

中子源

镅-241提供的α粒子可以用来制作中子源，在1976年之前，美国和其他国家生产的镅-241的主要销路是制造中子源，全世界回收的镅-241大部分也用来制造中子源。Am-Be源作为超铀同位素(α，n)中子源应用于许多领域，工业上主要用于测井、测定土壤密度和水分含量、测定煤炭中的灰分和混凝土中的水泥含量以及用作中子计数器和中子源制备。

探测器

镅-241放出的α粒子使空气电离，因此可以作为烟雾探测器，还可以应用于测定大气密度、测定行星大气密度、气相色谱的离子化检测器等。

靶材料

镅-241的一个非常重要的用途是做反应堆靶子以制备Cm。Cmα衰变生成的Pu是一个非常重要的放射性核素，它作为同位素能源已经应用在空间和医学方面。纯Am俘获热中子生成Cm的过程：

镅-243的半衰期较长、比放较低，常用于在高中子通量反应堆中用做生产Cm的靶材料，以及与Cm混合，在高中子通量堆中做制造Cf和其它超铀元素的靶材料。

安全事宜

健康危害

镅的毒性主要来自放射性衰变过程中释放的α粒子所造成的损害，镅产生的电离辐射会导致细胞损伤，包括DNA断裂、准确或不准确的修复、细胞凋亡、基因突变、染色体改变和遗传不稳定，导致正常细胞和组织内稳态的破坏和恶性肿瘤的生长。不直接损伤DNA的电离辐射会产生活性氧中间体，直接影响p53(细胞周期调节中的重要酶)的稳定性，并在DNA复制过程中通过错配对DNA中的单个碱基和点突变产生氧化损伤。

镅-241具有致癌性。放射性核素释放的α粒子，无论其来源如何，都会产生相同的二次电离模式，并对包括DNA在内的生物分子产生相同的局部损伤模式，这些影响包括DNA双链断裂、染色体畸变、基因突变和细胞转化。放射性核素释放的α粒子会引起循环淋巴细胞的染色体畸变和体内人类的基因突变，不同放射性核素衰变过程中释放的α粒子对相同组织(例如肺细胞或骨表面)的相似剂量会产生相同类型的非肿瘤效应和癌症。

中毒症状

镅-241、镅-242和镅-243都属于极毒性核素。在镅的毒理学中，镅-241最重要。镅-241进入人体后，主要蓄积于肝脏和骨骼中。镅-241 急性中毒时，引起典型的急性放射病；亚急性中毒时，主要损害造血器官和肝脏而引起死亡；慢性中毒远期效应可引起肿瘤。暴露于高剂量电离辐射会导致急性辐射综合征，可导致皮肤烧伤、脱发、恶心、呕吐、头晕、定向障碍、低血压、头痛、疲劳、虚弱、发烧、出生缺陷、疾病、感染和死亡。

急救措施

暴露于放射性产品的大多数症状是延迟的，准确的接触史对于确定风险和治疗方式至关重要。不同的辐射剂量出现不同症状：100拉德：在几小时内出现恶心、呕吐、腹泻等肠胃症状；600拉德：坏死性胃肠炎，可导致脱水和几天内死亡；几千拉德：几分钟到几小时内出现神志不清、嗜睡、癫痫、昏迷等神经或心血管症状；严重接触后通常会出现骨髓抑制、白细胞减少和感染。

暴露于放射性镅后应立即转移到通风处，保持呼吸畅通，或通过输氧协助。对于严重暴露后出现昏迷或严重呼吸窘迫的患者，首先考虑气管插管协助呼吸和眼部冲洗，通过静脉注射弥补肠胃炎造成的体液流失，同时应注意预测心律失常、休克情况和癫痫发作并及时进行治疗，还要治疗白细胞减少和由此引起的感染，免疫抑制患者需要反向隔离并进行适当的广谱抗生素治疗。在摄入或吸入某些生物活性放射性物质的某些情况下，如果在暴露前或暴露后不久给予螯合剂或药理阻断药物可能有用。