已过百年, 居里夫人的笔记本放射性为何还将持续千年?

科技日报2020/11/11 21:46◎ 科技日报记者 陈瑜日前，诺贝尔奖官方推特发布了一条科普公告，称即使到今天，居里夫人自1899年至1902年在实验室中使用的笔记本仍具放射性，并将持续1500年。 “从科学角度来讲，笔记本仍具放射性，这很正常。” 中国原子能科学研究院（以下简称原子能院）放射化学研究所所长郑卫芳11日在接受科技日报记者采访时表示。

诺贝尔奖官方推特截图作为著名科学家、物理学家、化学家，放射性研究的先驱者，玛丽·居里即居里夫人发现了放射性元素钋（Po）和镭（Ra），成为世界首位两获诺贝尔奖的人。为了得到纯净的钋和镭，居里夫妇在一个没有防护的破棚子里，夜以继日地工作了三年零九个月。他们用铁棍搅拌锅里沸腾的沥青铀矿渣，眼睛和喉咙忍受着锅里冒出的烟气的刺激。1902年，经过一次又一次的提炼，居里夫妇才从几吨沥青铀矿渣中得到十分之一克的镭。郑卫芳告诉记者， 笔记本仍具放射性，并将持续千年，这与放射性核素的半衰期直接相关。在物理学上，放射性核素的半衰期是指一个样本内，其放射性原子衰变至原来数量的一半所需的时间。如果笔记本上沾染的是半衰期为138天的钋元素，如今辐射基本可以忽略不计。如果是放射性强的镭元素，情况大不一样。在镭的同位素“家族”中，最稳定的同位素为镭-226，半衰期约为1600年。这也意味着，经过一个半衰期，也就是1600年，放射性强度降为初始值的1/2。笔记本的放射性核素能否去除？ 郑卫芳告诉记者，可以用去污剂擦拭，但这只能将放射性核素转移，并不能将其消灭。要消灭放射性核素，或者缩短放射性核素的半衰期，必须借助核反应，专业术语叫嬗变。通过嬗变，将半衰期上千年甚至万年的长寿命核素嬗变成半衰期更短的核素。嬗变可以利用反应堆、加速器等装置实现。

居里夫人旧照。图片来源：海外网随着认识的深入，人类对放射性核素的防范意识也不断提升，并慢慢建立防护体系。现在对强放射性核素的处理是在防范措施到位的热室进行。热室是将放射性核素封闭包裹的特殊设施，防止射线穿透或泄漏出来对人造成伤害。2015年，我国首座动力堆燃料后处理研发设施热室正式启用，其墙体厚达1.1米，安装了7层厚的铅玻璃窥视窗。之所以选择铅玻璃，因为铅能屏蔽射线。此外，操作必须在密闭、负压同时保持通风的环境下进行。与传统烟囱不同，热室的烟囱并不冒烟，因为核反应缘于原子质量亏损释放能量，而不像普通燃烧那样发生化学反应，不会排放二氧化碳，二氧化硫及氮氧化物。经过多重过滤，热室内的排风系统将热室空气中放射性核素吸附。在达到严格排放标准后，气体才被允许通过烟囱排放出去。在对放射性核素有了更多认识后，科研人员还发现，镭等放出的射线能破坏和杀死细胞、细菌，可以用来治疗癌症等。内容来自UC