瞧！那神秘之光，探尋神奇的放射發光物質-稀土元素鉕

鉕元素（Promethium）的名字來源於希臘神話中的英雄——天神普羅米修斯（Prometheus）。在希臘神化傳說中，眾神之王宙斯為了永遠統治大地，故意不給人類降火。而英雄的天神普羅米修斯看到人類沒有火的生活十分悲慘，便決心違抗宙斯意志，冒著生命危險到太陽神阿波羅那裡盜取火種並將其帶到人家，給人類帶來光明、溫暖和安全。稀土元素鉕的名字來源似乎也預示著稀土元素將給人類帶來光明和創作活力。

圖1 希臘神話中英雄的天神普羅米修斯

稀土家族光明之神是如何誕生的？

1945年美國橡樹嶺國立實驗室的化學家馬林斯基（J.A.Marinsky）、格倫丁寧（L.E.Glendenin）和克里爾（C.Coryell），從原子反應堆用過的鈾燃料中用離子交換法成功分離出一種新的化學元素，即元素周期表中的61號元素，隨後以希臘神話中的英雄天神普羅米修斯（Prometheus）的名字將這種元素命名為鉕（Promethium）。鉕的發現使當時元素周期表上的空白全部被填滿。「失蹤元素」全部被找到。

圖2 鉕在化學元素周期表中的位置

在哪裡可以找到鉕的身影？

在核反應堆中用中子轟擊釹可以得到鉕的同位素。鉕的所有同位素半衰期都比較短，所以長期以來，人們普遍認為自然界中不存在鉕。然而，1964年有報道稱，芬蘭科學家從天然磷灰石中分離出82微克的鉕；1965年荷蘭的一個磷酸鹽工廠在處理磷灰石發現了鉕的痕量成分。

圖3 磷灰石

所以人們認為作為天然核裂變產物，自然界中也存在極微量的鉕，只是這極微量並無提取價值。

要生產利用鉕，必須採取用核反應堆人造元素的辦法。

圖4 人造元素的流程

鉕的主要應用領域——放射發光

放射發光：是指某些物體在放射性同位素的射線作用下產生長時間光輻射的現象。放射發光不產生熱量，也叫「冷光」。比起普通的自發光元素，放射發光的優勢在於它不需要維護保養即可長期提供微弱照明，例如地下指揮部永久性的發游標志等。

選擇放射性同位素有三點要求：適當的溫度、適當的半衰期和放射性危害小。

例如鉕-147的半衰期為2.6年，是一種只放射β射線的放射性核素，β射線射程短，對人體危害小。因此鉕-147可用於以下領域：

1、人工「夜明珠」

2、軍事

各種飛機、軍艦、坦克、車輛的駕駛室、儀錶艙、控制台的儀錶刻度和指針以及炮兵用觀察、測地、指揮器材的分劃鏡、水準器等。利用放射發光粉做塗料，夜間顯示儀錶數據十分清晰，一目了然。

圖5 飛機駕駛艙

3、航天

圖6 阿波羅登月艙

美國阿波羅登月艙中曾使用了125個鉕-147原子燈。用鉕製成的熒光物可用於航標燈。

4、醫用

除此之外，鉕-147可用於製造放射性同位素電池，利用鉕發出射線產生熱量，通過熱電偶將熱能轉化為電能。也可以利用放射線作用於熒光物質產生的熒光照射在硅光電池上而產生電能，這類特殊的電池只有紐扣大小，能持續工作5年之久。可用於導彈中儀器核動力電池，也可作為心臟起搏器電源。

圖7 心臟起搏器

5、農業

鉕-147作為純β放射源是理想的示蹤元素。利用其明顯的選擇性蓄積可研究稀土農業應用的環境安全性。鉕-147在土壤中具有強的吸附性，而且難以遷移，易於在土壤和底泥中積累，並且在水生生物和陸生食用植物中具有明顯的富集性。鉕-147 在動物體臟器和組織間也呈現不均勻分布，在骨骼、如在骨髓、眼、大腦、心臟和脂肪中殘留量較高，表現了明顯的選擇性蓄積。因此，可以從稀土環境積累影響、「環境優先污染」類似性、動物臟器組織稀土選擇性蓄積效應及其天然放射性等方面，來研究稀土農業應用的環境安全性。研究還發現，我國北方農村用無煙囪地爐做飯、取暖，室內環境常被天然放射性物質，尤其是鉕-210污染，某些居民頭髮中鉕-210的含量竟高出常規50多倍。

結語稀土元素的製備與提取是以犧牲生態環境為代價的血淚史。

浸出、酸沉等工序產生的大量廢水富含氨氮、重金屬等污染物，嚴重污染飲用水和農業灌溉用水。其次，稀土開採對環境和植被破壞性非常大。先砍樹後鋤草，然後剝離表層土壤，所到之處山體植被都會遭受難以修復的破壞。再次，稀土採選產生的廢渣佔用大量的土地，其中所含的重金屬或有害元素在雨水沖洗作用下進入河流或地下水體，嚴重影響人民的身體健康和生態環境。

圖8 稀土原地堆浸廢液池

稀土價格曾經歷過傳奇性的飆漲，在2011年某些稀土元素的價格竟然增長了30多倍，利益驅使一些不法分子無視稀土元素的戰略地位和作用，瘋狂地盜採稀土資源。

所以只有我們伸出雙手共同保護稀土資源，才能讓這小小的螢火之光照亮中國、照亮全世界！

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