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維基少年:元素/稀有元素

來自華夏公益教科書


這裡列出了所有元素的字母順序,以及沒有自己章節的簡短描述。

在瀝青鈾礦中檢測到了錒。
錒是在核反應堆中生產的。

錒這個詞來自希臘語中的“光線”(“aktis”)。它發出的光非常強烈,您可以在黑暗中看到藍色的光芒。

半衰期是放射性同位素衰變一半所需的時間。半衰期越短,輻射越強。壽命最長的鐳同位素 226Ra 的半衰期為 1600 年,壽命最長的錒同位素 227Ac 的半衰期為 22 年。這段時間足夠用來製造少量物質。獲得的錒輻射非常強烈。(半衰期只有一秒的同位素無法大量生產。)

煙霧探測器中含有鋂。

鋂是在核電站生產的。(迄今為止只有幾公斤。)它是一種放射性和可裂變元素。

壽命最長的鋂同位素 243Am 的半衰期為 7370 年。

DIMendeleevCab

|right|這個元素被繪製在 Dmitri Mendeleev 的元素週期表中。]]

如果您用氦核轟擊鉍(圖片),就會形成砈。

砈看起來像金屬。砈是由 Dale Corson、Kenneth MacKenzie 和 Emilio Gino Segrè 於 1940 年在加州大學合成的。1943 年,Berta Karlik 和 Traude Bernert 發現了它在自然界中的存在。希臘語的意思是 ἀστατέω = “不穩定”。

據估計,整個地殼中只有 25 克砈。它是地球上最稀有的元素之一。

在醫學(核醫學)中,它被用於治療惡性腫瘤等。砈具有放射性,如果含量過多會很危險。

鋇煙花
一些礦物質會發出熒光。

鋇元素(來自希臘語中的“重”)是從重晶石礦物中提取的。含鋇礦物質於 1602 年由一位義大利鞋匠發現。這位名叫 Vincenzo Casciarolo 的鞋匠,除了他的工作之外,還研究自然界。他發現一些石頭在陽光下照射一段時間後會發光。含鋇的可溶性化合物少量對生命至關重要,大量則有毒。硝酸鋇用於綠色煙花,碳酸鋇用作滅鼠藥。

1.7 微克鉳
加州大學伯克利分校

鉳是在核反應堆中製造的。它是一種強放射性元素。

菲利普斯·西奧弗拉斯圖斯·奧雷奧魯斯·博姆巴斯特·馮·霍恩海姆,也稱帕拉塞爾蘇斯。

鉍(以前也叫鉍)是由帕拉塞爾蘇斯(1493-1541)描述的,之後不久由喬治·阿格里科拉(1494-1555)描述。一些鉍化合物曾被用於醫藥,現在仍然在使用:對抗引起胃潰瘍的病原體,對抗口臭,以及作為傷口粉末和皮膚軟膏,用於治療炎症,止血等等。

藉助鉍,可以製造出熔點為70°C的合金(伍德合金)。它被用於滅火裝置中的灑水器。

釒波的玻爾原子模型
尼爾斯·玻爾

這種人工元素以尼爾斯·玻爾命名。

催淚瓦斯

溴在希臘語中意為“惡臭”。溴是一種液體,橙色的非金屬,在室溫下會釋放腐蝕性煙霧。海水中含有大量的(無害的)溴鹽。這些鹽被用作植物肥料。感光板塗有溴化銀。

電池中含有鎘 (Cd)
測光表中含有鎘。

鎘這個詞是鋅礦石的舊詞,在中世紀和古代部分使用。它是由弗里德里希·施特羅邁耶和卡爾·薩繆爾·赫爾曼在1817年分別從不同的鋅礦石中製成的。它被用於太陽能電池、半導體、鎳鎘電池,以及核電站控制棒的製造。鎘和鎘化合物劇毒。因此,歐盟禁止了許多應用。從20世紀50年代開始,日本的鋅礦將廢水排放到用來灌溉稻田的河流中。稻農生病了。他們經歷了劇烈的疼痛。腎衰竭和骨骼軟化通常會導致死亡。由於劇烈的疼痛,它被稱為“Aua-Aua病”(日語“Itai-Itai病”)。

1克鉲被運送到這個50噸的容器中。

鉲是一種放射性元素,在核反應堆中產生。鉲同位素252Cf在衰變時會釋放中子。這些中子被用於癌症治療、工業材料研究、石油勘探、核反應堆以及原子彈的製造。

銫在密閉條件下儲存。
銫指示原子鐘的節拍。

銫具有特殊的性質

  • 它是反應性最強的金屬。它在接觸空氣時會發生爆炸性燃燒。
  • 它是最軟的金屬。
  • 它是最重的穩定鹼金屬。
  • 它是為數不多的金黃色金屬之一。
  • 它的熔點是所有金屬中第二低的,僅次於汞。
  • 它是“最準時”;-)的元素。銫被用於原子鐘。秒是由銫鐘決定的。

銫是由羅伯特·威廉·本生和古斯塔夫·羅伯特·基爾霍夫於1861年在泉水中發現的,因為它的藍色光譜線。他們以拉丁語中“天藍色”(“caesius”)命名了這種元素。卡爾·塞特伯格是第一個在1881年製造出純銫的人。銫被用於火箭離子發動機。

火花雨

這種元素在1803年由不同的科學家同時發現。(永斯·雅各布·貝採利烏斯、威廉·馮·希辛格、馬丁·海因裡希·克拉普羅特)。卡爾·古斯塔夫·莫桑德在1825年首次製備出純鈰。

鈰這個詞,像最近發現的矮行星穀神星一樣,來自羅馬農業和生育女神穀神星。鈰在摩擦時很容易產生火花,可以點燃更小的鈰屑。因此,它被用於打火機,以及在電影中製造出壯觀的火花雨。含有鈰的鐵合金具有很高的延展性。

哥白尼手稿“地球繞太陽執行”的頁面。
尼古拉·哥白尼(1473-1543)


這種元素以尼古拉·哥白尼命名,它是由人工合成的並進行研究的。


鉻是一種硬而延展的金屬,呈銀白色光澤。

鍍鉻汽車輪轂。

1779年,路易-尼古拉·沃克蘭從紅鉻礦中提取出鉻金屬。

紅鉻礦

鉻這個詞來自希臘語chrṓma(χρώμα),意思是顏色。(音調的“顏色”,即它們的音調,也是用這種方式描述的。)

染料可以用許多染料從鉻中製成。人體含有鉻。大多數鉻礦產於南非。

郵政黃色

鉻化合物被用於製造染料。常用的染料有:郵政黃色和鉻綠。腳踏車車把和汽車保險槓都塗上了銀色的鉻。它們看起來很棒,而且不會生鏽。鉻在鋼鐵生產中尤為重要。鉻釩鋼不會生鏽,並且非常堅固。鉻鹽也被用於鞣製皮革。

鉻本身無毒,但一些鉻化合物(例如鉻酸鹽)是有毒且致癌的。

鋦可見光譜
皮埃爾和瑪麗·居里

鋦是一種在核反應堆中製成的人工元素。它是放射性和可裂變的。

這種元素以皮埃爾和瑪麗·居里命名。我們要感謝這兩位科學家對我們物質結構的許多見解。


核素圖,用顏色編碼的半衰期比例尺。
達姆施塔特會議中心


鐒是一種人工元素,於1994年在達姆施塔特合成。


釒杜衰變模式圖
杜布納的科學家之家

釒杜/Db是由人工合成的,透過將原子核碰撞在一起製成。有多種方法可以製造釒杜


鏑的光譜

該元素的名字來源於希臘語中“難以獲得”的意思 (dysprósitos)。這是因為:鏑屬於稀土元素。稀土元素在化學反應中表現出非常相似的性質。在自然界中,它們通常混合在一起被發現。分離它們很困難。該元素的發現者,保羅-埃米爾·勒科克·德·布瓦博德蘭,於 1886 年使用光譜分析法發現了鏑。但他只捕捉到了該元素髮出的光,無法獲得純淨的鏑。直到 1906 年,喬治·烏爾班才成功地獲得了該元素。

鑀碘化物可以透光。
阿爾伯特·愛因斯坦,1921 年

鑀是在核電站和氫彈爆炸時形成的。該元素以阿爾伯特·愛因斯坦的名字命名,他是相對論的創立者。

氧化鉺

與其他一些稀土元素一樣,氧化鉺被用來給玻璃和陶瓷著色。

歐元紙幣在紫外線下發光。

恰如其分地,銪被用來防止歐元紙幣被偽造。它在紫外線下會發出熒光。銪也被用於螢幕和水銀蒸氣燈。

1952 年氫彈爆炸產生的雲層中含有微量的鐨。
鐨 鋦 鉲 鉳 鋦 鋂 錼 的洗脫曲線

鐨具有放射性,其同位素的半衰期很短(最長 100 天)。鐨是在原子彈爆炸、核電站和實驗室中產生的。

透過新增粒子(中子)可以將小原子轉化為大原子。這種過程在自然界中發生在恆星中,特別是在恆星爆炸(->超新星)時。這就是其他元素是如何從小的氫原子形成的。

這個過程可以在實驗室中複製。直到鐨元素,原子可以吸收中子並變得更大。當新增中子時,更重的元素會立即衰變。只有透過將兩個原子核相互射向才能產生更重的元素。


俄羅斯郵票

只產生了少數幾個鎶原子。它以格奧爾基·尼古拉耶維奇·弗列羅夫的名字命名。


瀝青鈾礦含有微量的鍅
鍅的電子層

鍅在外層有一個電子,因此是鹼金屬。因此可以預測它的性質,但由於這種元素只有微量存在,因此很難驗證。


勒珀遜石形成黃色晶體。

釓是一種稀有元素。勒珀遜石-(Gd) 含有這種元素。這種礦物具有複雜的化學成分:Ca(Gd,Dy)2(UO2)24(SiO4)4(CO3)8(OH)24 48 H2O。

鎵。
LED(發光二極體)包含鎵。

鎵是一種稀有的銀白色金屬。每年生產約 100 噸。它用於生產發光二極體和太陽能電池。保羅·埃米爾·勒科克·德·博瓦博德蘭於 1875 年首次生產出這種元素。在命名時,他一石二鳥:他以他的國家和自己的名字命名了這種織物:“法國”(高盧)和“勒科克”(公雞)在拉丁語中都叫“Gallus”。這種金屬也可以用來製作一個在熱茶杯中融化的茶匙。

溫克勒製造的鍺

半金屬鍺用於製造電晶體。1886 年,德國化學家克萊門斯·溫克勒在弗萊貝格礦業學院生產出鍺。他以其祖國的拉丁語名稱命名它。注意:鍺粉燃燒。

鸚鵡螺號,第一艘核潛艇

鉿燃燒時會發出非常明亮的光,並用於特殊閃光燈。鉿電極用於焊接。一些鉿化合物非常堅硬。

鉿在核潛艇的核反應堆控制棒中大量使用。

GSI-達姆施塔特
GSI

釒是一種人造元素。

氧化鈥

鈥用於高功率磁體、雷射器以及快中子增殖反應堆的控制棒。

銦線。
LED 含有銦

銦發出藍色的靛藍光譜線。它於 1863 年由費迪南德·賴希和西奧多·裡希特發現。由於已知的銦礦藏很少,而銦的消耗量很大,因此它可能是第一種將被耗盡的金屬。它用於飛機、核電站和電晶體。該金屬不燃燒,粉末是可燃的。銦會導致胚胎生長障礙。

恐龍骨骼

銥很重,因此在地球核心和一些隕石中被發現。在白堊紀末期,恐龍和許多其他生物滅絕。標誌著白堊紀結束的沉積層的沉積物富含銥。這是大規模隕石撞擊的跡象。撞擊坑位於墨西哥。

銥的名字來自希臘語中的彩虹(虹膜)。它用於需要特別堅硬的合金,如圓珠筆的球體。它也用於火花塞、珠寶、作為催化劑以及太陽鏡的紫外線塗層。

燈包含氪
蓋革計數器包含氪

氪(原子序數 26)是最稀有的元素之一,只能以極小的量和巨大的努力獲得。因此,探險家拉姆齊和特拉弗斯以希臘語 kryptós 命名它,意思是“隱藏”。氪用於鹵素燈。雖然氪是一種惰性氣體,但它可以形成化合物(二氟化氪)。

氪石,對超人來說很危險,是由一種叫做氪的虛構元素製成的(原子序數 126)。

這些火石含有鑭

鑭(希臘語 λανθάνειν,lanthanein,意為“隱藏”)由瑞典化學家卡爾·古斯塔夫·莫桑德於 1839 年發現。他於 1839 年從硝酸鈰中生長出晶體。令他驚訝的是,另一種晶體形式形成了。顯然,另一種元素隱藏在硝酸鈰中。莫桑德以希臘語中“隱藏”的含義命名它為鑭。它用於玻璃和火石。

迴旋加速器
迴旋加速器的磁鐵

鐒,以迴旋加速器發明者的名字命名,是透過在迴旋加速器中使原子核發生碰撞而製成的。

只產生了少數幾個鉝原子。該元素以美國加州勞倫斯伯克利國家實驗室 (LLNL) 的名字命名。

鎦酞菁

鎦很難獲得,因此價格昂貴。它沒有大規模使用,而是主要用於科學實驗。

PHELIX-雷射器
莉澤·邁特納 1946

釒 是一種人造元素。

鍆是在這個迴旋加速器中製成的。
This drawing shows how a cyclotron works.
這幅圖展示了迴旋加速器的運作方式。

鍆,以德米特里·伊萬諾維奇·門捷列夫命名,是由原子核碰撞產生的。為此,鉲253Es在迴旋加速器中被加速的氦核4He轟擊。這會產生鍆256Md和一箇中子。

這種生物催化劑含有鉬。

鉬以希臘語中的鉛命名。鉬耐高溫,用於鋼合金。它被用作石油工業的催化劑。許多生物也使用鉬作為生物催化劑。一些細菌從大氣氮中生產肥料。為此,需要鉬(化學式Mo)。(參見圖片)金屬塊不會燃燒,但粉末很容易燃燒。

莫斯科

只產生了幾種鍅原子。該元素以莫斯科市命名。

釹化合物

釹 - “新的雙胞胎” - 是幾種化學性質類似的物質之一。釹,就像它的雙胞胎一樣,可以用於磁鐵。釹粉末會燃燒。

錼(閃亮)在鈾殼(暗黑)中。
旅行者2號從海王星拍攝的影像。

錼是在核反應堆中產生的,可以用作核反應堆的燃料,也可以用於製造原子彈。有大約 20 種不同的錼同位素。最長壽的同位素是237Np,半衰期為 214.4 萬年。

森田浩介和松本裕之

人工合成了少量鉨原子。日語中的“日本”意思是“日本”。

在發現後,該元素最初被賦予系統名稱“Uut”,它是從拉丁語的“unum”(一)和“tria”(三)組合而來,對應原子序數 113。它也被稱為“eka-鉈”,由梵語的“eka”(一)和鉈組成,指的是其在元素週期表中的分類“位於鉈下方”。

中間包含鈮。
噴嘴包含鈮。

鈮和鉭元素總是共存於礦石中。該元素以坦塔羅斯的女兒尼俄伯命名。兩位化學家獨立研究了該元素,並賦予了不同的名稱:查爾斯·哈切特(1801 年)海因裡希·羅斯(1844 年)。IUPAC 負責命名元素。直到 1950 年才最終確定了鈮的名稱。鈮作為鋼合金,用於珠寶和硬幣。鈮不會燃燒,但鈮粉易燃。

鍩是在迴旋加速器中產生的。
阿爾弗雷德·諾貝爾

迄今為止,只產生了數千個鍩原子。

尤里·奧加涅相

只產生了幾種鿫原子。它以尤里·佐拉科維奇·奧加涅相命名。

人工心臟瓣膜

鋨耐用、堅硬、耐熱,但也相當昂貴。一些人工心臟瓣膜包含鋨合金。像鎢一樣,它過去曾用於燈泡。

汽車催化劑

鈀以最近發現的小行星智神星命名,而智神星又是以希臘女神帕拉斯·雅典娜命名的。1803 年,威廉·海德·沃拉斯頓從鉑礦石中提取了這種元素,併為其命名。鈀用作催化劑。因此,它可以消除汽車尾氣中的有毒氣體。優質白金合金除了金之外還含有鈀。白金用於硬幣、牙冠和珠寶。

令人驚奇的是,固態鈀金屬內部有空腔。因此,氫氣可以透過熱的鈀板流動,就像穿過篩子一樣,從而與其他氣體分離。如果你將一塊鈀放在一個壓縮氣瓶中,並用氫氣填充它,鈀會像海綿一樣吸收氫氣。一升鈀溶液可以儲存三千升氫氣。(氫動力汽車的儲罐。)鈀塊不會燃燒,但粉末很容易燃燒。

瀝青鈾礦含有釙。
雲室中的釙。放射性輻射會產生霧狀軌跡。

放射性元素會變成其他更輕的元素。它們會釋放輻射。在一些礦井中,礦工會吸入放射性氣體氡。當氡衰變時,它會變成釙金屬。釙會導致肺癌。它曾在摧毀廣島和長崎的原子彈中用作中子源。

鐠 - 化合物

“韭綠色雙胞胎”是這種元素名稱的翻譯。如果你看一下圖中的鐠化合物,就會明白“韭綠色”(希臘語:prasinos)的含義。但“雙胞胎”(希臘語:didymos)這個詞是什麼意思呢?1874 年,佩爾·特奧多爾·克萊夫認識到,卡爾·古斯塔夫·莫桑德爾獲得的物質其實是兩種不同的物質,它們彼此非常相似,就像雙胞胎一樣。

鐠用於製造強大的磁鐵。鐠粉末會燃燒。

普羅米修斯將神火帶給了人類。作為懲罰,他被鎖鏈綁住,但正如這裡所示,他被赫拉克勒斯解救了。
廣島圓頂的影像。

鉕是由鈾等其他元素的放射性衰變形成的。全世界分佈著約 570 克鉕,分佈得很細。(實際上沒有找到這個量,只是透過計算得出的。)近幾十年來,核電站已經產生了足夠的鉕,可以進行化學實驗。鉕是一種銀白色的重金屬,與釹的反應類似。

一些原子彈製造者將自己看作普羅米修斯:他們將核火帶給了人類。(閱讀理查德·P·費曼的著作。)

另一方面,這種元素的發現者有不同的意圖:他們以普羅米修斯命名這種元素,作為對核軍備競賽的警告。

鈾礦
奧托·哈恩和莉澤·邁特納,1913 年

在鈾礦中,鈾元素衰變,短時間內會形成鏷元素(234mPa),它會迅速(半衰期:1.17 分鐘)衰變為錒。這種同位素是由卡西米爾·法揚斯和奧斯瓦爾德·赫爾穆特·格林在 1913 年發現的。奧托·哈恩和莉澤·邁特納在 1918 年發現了鏷元素的另一種長壽同位素(231Pa)。(半衰期:32,760 年)

瀝青鈾礦含有鐳。
1925 年,市場上有含有鐳的化妝品。

鐳來自拉丁語中的射線 ("radius")。鐳元素會衰變,釋放阿爾法射線(氦原子核)、貝塔射線(電子)和伽馬射線(X 射線)。所有發射此類射線的元素都被稱為放射性元素。鐳最初被用作藥物和化妝品。人們花了數年才認識到放射性輻射的危害,並花了近三十年才停止使用鐳。鐳是由亨利·貝克勒爾發現的,瑪麗和皮埃爾·居里對其進行了詳細研究。(他們死於輻射。)

渦輪葉片

錸,來自拉丁語中的萊茵河(rhenus),被新增到合金中以提高其效能。由於高負荷,渦輪葉片會發生變形(專業術語:"蠕變")甚至斷裂(專業術語:"疲勞")。熱電偶由鉑和錸合金製成。有了它們,你可以在高達 2200°C 的高溫下進行測量。它還用於加熱絲和白熾燈泡。

錸金屬不會燃燒,但錸粉會燃燒。

銠粉可燃。
鍍銠的白金戒指

鉑礦石中通常含有化學性質相似的元素。1803 年,威廉·海德·沃拉斯頓從鉑礦石中提取了銠。它被用作催化劑和珠寶鍍層。一層薄薄的銠可以防止金屬變色,並賦予其銀色的光澤。銠還可以用於製作鏡子。金屬塊不會燃燒,但粉末很容易燃燒。

120 米長的 UNILAC 的原始部分
威廉·康拉德·倫琴

釒Ro 是一種人造元素。它以威廉·康拉德·倫琴的名字命名。

銣儲存在無氧環境中。
基爾霍夫 1862 年的本生和羅斯科(從左到右)

所有原子都會發出一種對它們來說獨一無二的光。銣發出紫紅色的光。羅伯特·威廉·本生和古斯塔夫·基爾霍夫利用這種光在 1861 年發現了銣。然後,本生從 44,200 升泉水中提取了 9 克銣鹽。(拉丁語中的紅色是 "rubidus"。這也是紅寶石寶石名稱的來源。)銣用於一些應用,例如某些真空管。銣在空氣中燃燒,與水接觸時會爆炸。

這些電阻器含有釕。

釕是由元素的發現者卡爾·恩斯特·克勞斯命名的,以拉丁語中的俄羅斯名稱(ruthenia)命名。少量的這種物質可以改善鋼合金的質量,並防止其生鏽。釕還用於製造硬碟驅動器和催化劑。金屬塊不會燃燒,但粉末很容易燃燒。

釒Rf 的原子模型

釒Rf 是一種人造元素,半衰期很短。它以歐內斯特·盧瑟福的名字命名,他用簡單的原子模型推動了其他原子模型的發展。

釤是從礦物黑稀金礦中提取的。這種礦物以 1847 年發現它的採礦工程師的名字命名。過去,元素通常以希臘和羅馬神靈的名字命名。這個元素是第一個以人名命名的元素。

黑稀金礦含有鈾,因此被大量開採。副產品釤被用於雷射、磁鐵和催化劑。

鍊金術士的元素符號
格倫·西博格

這種人造元素以格倫·西博格的名字命名。西博格在 1980 年成功製造了金原子。鍊金術士一直在追求這一目標。

硒(黑色、灰色、紅色)
硒整流器

硒是一種準金屬,存在三種形式(變體):有銀灰色的金屬硒、黑色的非金屬硒和紅色的非金屬硒。它是由永斯·雅各布·貝採利烏斯在 1817 年發現的。 "硒" 這個詞來自希臘語中的月亮名稱 "Selene"。它被用於製造半導體和曝光計。微量硒對生命至關重要,過量攝入則有劇毒。硒還會導致嚴重的器官損傷(肝臟、心臟)。

蒸餾的鍶晶體
鍶使火焰呈紅色。

1790 年,阿代爾·克勞福德在斯特朗蒂安(蘇格蘭)發現了並研究了一種含鍶的礦物。鍶鹽被用於鋁行業和製造煙花。它有時也用於消炎牙膏。鍶還被用於某些真空管。每年開採約 50 萬噸鍶鹽。

鍶火無法用水或二氧化碳撲滅。

鉭電容器

鉭幾乎不反應,它在化學上基本上是惰性的。氧化鉭不與水或酸反應。從比喻意義上講,氧化鉭無法解渴。在希臘神話中,邪惡的坦塔羅斯作為對他的罪行的懲罰,無法解渴。因此,這種元素以他的名字命名。

鉭粉會燃燒。

鈾礦石含有鎝。
鎝是在燃料元件中產生的。

這種元素是在 1925 年的礦物中發現的。鎝是第一個(1937 年)人造元素,其名稱來自希臘語中的人工(τεχνητός / technētós)。在核電站中,鎝作為放射性廢物形成。迄今為止,已積累了約 80 噸鎝。它的一些同位素的半衰期約為 20 萬年。少量用於核醫學。

一些雷管含有碲。

碲來自拉丁語中的 "tellus",意思是地球。它是由弗朗茲·約瑟夫·米勒·馮·賴欣斯坦在 1782 年製成的。它被用作合金的新增劑,其氧化物被用作玻璃。

田納西州的印章

只製造了少量釒Ts 原子。它以美國田納西州的名字命名。

鋱是從獨居石砂中提取的。

鋱用於磁體和摻雜半導體。

鉈很容易與空氣反應並腐蝕。
帕特毒藥

鉈用於影印機和光電管的透鏡。

鉈劇毒。人類中毒的可能過程

第 2-3 天:腹瀉和便秘交替出現。

第 2 周:脫髮

第 2-3 周:視力模糊、過度疼痛、心律不規則、肌肉無力(可能導致死亡)中毒後常造成永久性健康損害:反射功能障礙、肌肉萎縮。即使慢性中毒少量也會造成重大健康風險!

鉈化合物以前用作滅鼠藥,因為它有延遲效果,老鼠不會意識到誘餌有毒。(幼鼠必須吃一些東西作為“品嚐者”。如果它們生病了,其他老鼠就不會再吃了。)

獨居石含有釷。
永斯·雅各布·貝採利烏斯

元素在原子核中可以有不同數量的中子。它們被稱為同位素。從化學角度來看,它們的反應方式相同,但壽命不同。(半衰期是指存在的一半物質衰變所需的時間。)對化學家來說,半衰期非常非常長的同位素與正常的穩定元素沒有區別。您可以找到礦石,提取它們並進行實驗。


釷於 1829 年由永斯·雅各布·貝採利烏斯發現。它是一種放射性元素。其最長壽命的同位素232Th 的半衰期為 14,050,000,000 年。由於其半衰期長,它也存在於地球上,並且由於其半衰期長,這種釷同位素的放射性發射非常少(低劑量率)。

因此,釷的危險被誤判。放射性輻射的危害性最初沒有被認識到,然後過了幾年,放射性物質才不再被用於日常用品。釷被用於燈罩、焊接電極、輝光電極。釷玻璃透鏡具有特殊的光學效能。二氧化釷甚至被用作 X 射線造影劑:在 X 射線照射前,將含有約 5 克釷的造影劑注射到患者的靜脈中。許多患者在 30-35 年後患上了癌症。(釷儲存在體內。儲存的釷需要 22 年才能有一半從體內排出:生物學半衰期。)

釷也適用於核電站。在核電站中,釷同位素232Th 受中子1n 照射,變成釷同位素233Th。(計算:232+1=233)。這種高放射性釷同位素的半衰期為 22 分鐘,並在兩步內衰變為可裂變鈾。使用釷的核電站會產生大量核廢料,並促進核武器的製造(專業術語:擴散)。

然而,也可以使用釷來銷燬核級鈽(關鍵詞:MOX 燃料元件)。

劑量計

銩以圖勒島命名。這個島嶼在古代被發現於遙遠的北方,後來與許多神話聯絡在一起。

銩用於劑量計,測量放射性發射。它也用於閃爍體和雷射器。

氙燈
帶氙氣的離子發動機。

氙氣可以用作燈泡的填充氣體,以延長鎢絲的壽命以及發光效率。在車頭燈中也有應用,與白熾燈相比,在降低能耗的同時,具有更高的光輸出。氙氣用於準分子雷射器。

馬里尼亞克於 1878 年發現了鐿。

鐿用於特種鋼、雷射器和磁體。最好的永磁體含有鐿。

釔礦物

1794 年,約翰·加多林在瑞典的伊特比礦發現了礦石,從中提取了釔。1824 年,弗里德里希·維勒從中提取了釔元素。釔是稀土元素之一(這些元素並不稀有)。它用於磁體、燃料電池和火花塞。釔粉末會在肺部積聚並損害肺部。金屬塊不會燃燒,但粉末很容易燃燒。

鋯石

由於添加了其他元素,鋯石寶石可以呈現多種顏色:無色、紅色、黃色、綠色、藍色、棕色或黑色。這種寶石自古以來就被使用。它很容易與鑽石混淆,有時會被騙子冒充“真”鑽石出售。專家可以輕鬆地將它們區分開來,因為鋯石不像鑽石那樣堅硬。鋯用於鋼合金和核電站。金屬塊不會燃燒,但粉末很容易燃燒。

華夏公益教科書