放射性核元素的基础知识 （Nuclear elements),昆明医科大学第二临床学院 授课人：杨青 张怡,核医学研究历史与新进展选修课,第1章：放射性核元素概况,你想到的最危险的放射性核元素？ 你看过的放射性核元素电影？ 你想到的身边的放射性核元素危害？ 回顾高中学过的核物理！ 放射性核元素在生活中的应用？,一、天然放射现象,1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光，元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象物质发射射线的性质称为放射性具有放射性的元素称为放射性元素 1903年，居里夫妇和贝克勒尔由于对放射性的研究而共同获得诺贝尔物理学奖 1 ，1911年居里夫人又因发现钋和镭而获得诺贝尔化学奖2 ,成为历史上第一个两获诺贝尔奖的人。玛丽居里的成就包括开创了放射性理论，发明分离放射性同位素技术，以及于12月21日发现两种新元素钋和镭。在她的指导下，人们第一次将放射性同位素用于治疗癌症。居里夫人是成功女性的先驱，她的典范激励了很多人。她的丈夫皮埃尔居里在1906年4月19日这个雨天在街上被马车撞倒后当场逝世,居里夫人则由于长期接触放射性物质，于1934年7月3日因恶性白血病逝世。3,居里夫人,玛丽居里1867年11月7日生于波兰华沙的一个正直、爱国的教师家庭。她自小就勤奋好学，16岁时以金奖毕业于中学。因为当时俄国沙皇统治下的华沙不允许女子入大学，加上家庭经济困难，玛丽只好只身来到华沙西北的乡村做家庭教师。 1889年她回到了华沙，继续做家庭教师，有一次她的一个朋友领她来到实业和农业博物馆的实验室，在这里她发现了一个新天地，实验室使她着了迷。以后只要有时间，她就来实验室，沉醉在各种物理和化学的实验中。她对实验的特殊爱好和基本的实验技巧，就是在这里培养起来的。 1892年，在她父亲和姐姐的帮助下，她渴望到巴黎求学的愿望实现了。来到巴黎大学理学院，她决心学到真本领，因而学习非常勤奋用功。每天她乘坐1个小时马车早早地来到教室，选一个离讲台最近的座位，便清楚地听到教授所讲授的全部知识。为了节省时间和集中精力，也为了省下乘马车的费用，入学4个月后，她从她姐姐家搬出，迁入学校附近一住房的顶阁。这阁楼里没有火，没有灯，没有水，只在屋顶上开了一个小天窗，依靠它，屋里才有一点光明。一个月仅有40卢布的她，对这种居住条件已很满足。她一心扑在学习上，虽然清贫艰苦的生活日益削弱她的体质，然而丰富的知识使她心灵日趋充实。1893年，她终于以第一名的成绩毕业于物理系。第二年又以第二名的成绩毕业于该校的数学系,并且获得了巴黎大学数学和物理的学士学位。,居里夫人,1894年初，玛丽接受了法兰西共和国国家实业促进委员会提出的关于各种钢铁的磁性科研项目。在完成这个科研项目的过程中，她结识了理化学校教师皮埃尔居里，他是一位很有成就的青年科学家。用科学为人类造福的共同意愿使他们结合了。玛丽结婚后，人们都尊敬地称呼她居里夫人。1896年，居里夫人以第一名的成绩，完成了大学毕业生的任职考试。第二年，她又完成了关于各种钢铁的磁性研究。但是，她不满足已取得的成绩，决心考博士，并确定了自己的研究方向。站到了一条新的起跑线上。 1896年法国物理学家贝克勒尔发现一种铀盐能自动地放射出一种性质不明的射线。这一发现引起居里夫妇的极大兴趣，这是一个极好的研究领域。在一间原来用作贮藏室的闭塞潮湿的房子里、玛丽利用极其简单的装置，开始向这个新领域进军。仅仅几个星期，她便取得可喜的成果。她证明铀盐的这种惊人的放射强度与化合物中所含的铀量成正比，而不受化合物状况或外界环境（光线、温度）的影响。她还认为，这种不可知的放射性是一种元素的特征。难道只有铀元素才有这种特性？遵循这一思路，她决定检查所有已知的化学物质。通过繁重而又艰巨的普查，她发现了另一种元素钍的化合物也能自动地发出与铀射线相似的射线，由此她深信具有放射现象决不只是铀的特性，而是一种自然现象。对此她提议把这种现象叫作放射性，把铀、钍等具有这种特性的物质叫作放射性物质。,因为玛丽的研究工作太重要了，所以皮埃尔决定暂时停止他在晶体方面的研究，协助妻子共同寻找这一未知元素。皮埃尔的参加，对于玛丽来说无疑是一个极大的鼓励和支持。从此，在那间潮湿的实验室里，有着两个脑袋。四只手在忙碌。这种通力合作，持续了8年，直到一次意外的车祸夺去了皮埃尔的生命。 这种未知元素存在于铀沥青矿中，但是他们根本没有想到这种新元素在矿石中的含量只不过百万分之一。他们废寝忘食，夜以继日，接着化学分析的程序，分析矿石所含有的各种元素及其放射性，几经淘汰，逐渐得知那种制造反常的放射性的未知元素隐藏在矿石的两个化学部分里。经过不懈的努力，1898年7月，他们从其中一个部分寻找到一种新元素，它的化学性质与铅相似，放射性比铀强400倍。皮埃尔请玛丽给这一新元素命名，她安静地想了一会，回答说：“我们可否叫它为钋（p）”。玛丽以此纪念她念念不忘的祖国，那个在当时的世界地图上已被俄、德、奥瓜分掉的国家波兰，为了表示对祖国的热爱，玛丽在论文交给理科博士学院的同时，把论文原稿寄回祖国，所以她的论文差不多在巴黎和华沙同时发表。她的成就为祖国人民争得了骄傲和光荣。,发现钋元素之后，居里夫妇以孜孜不倦的精神，继续对放射性比纯铀强900倍的含钡部分进行分析。经过浓缩，分部结晶，终于在同年12月得到少量的不很纯净的白色粉末。这种白色粉末在黑暗中闪烁着蓝光，据此居里夫妇把它命名为镭，它的拉丁语原意是“放射”。钋和镭的发现，给科学界带来极大的不安。一些物理学家保持谨慎的态度，要等研究得到进一步成果，才愿表示意见。一些化学家则明确地表示，测不出原子量，就无法表示镭的存在。把镭指给我们看，我们才相信它的存在。要从铀矿中提炼出纯镭或钋，并把它们的原子量测出来，这对于当时既无完好和足够的实验设备，又无购买矿石资金和足够的实验费用的居里夫妇，显然比从铀矿中发现钋，镭要难得多。为了克服这一困难，他们四处奔波，争取有关部门,钋和镭的发现，给科学界带来极大的不安。一些物理学家保持谨慎的态度，要等研究得到进一步成果，才愿表示意见。一些化学家则明确地表示，测不出原子量，就无法表示镭的存在。把镭指给我们看，我们才相信它的存在。要从铀矿中提炼出纯镭或钋，并把它们的原子量测出来，这对于当时既无完好和足够的实验设备，又无购买矿石资金和足够的实验费用的居里夫妇，显然比从铀矿中发现钋，镭要难得多。为了克服这一困难，他们四处奔波，争取有关部门的帮助和支援。在他们的努力下，奥地利惠赠1吨铀矿残渣。他们又在理化学校借到一个连搁死尸都不合用的破漏棚屋，开始了更为艰辛的工作。这个棚屋，夏天燥热得象一间烤炉，冬天却冻得可以结冰，不通风的环境还迫使他们把许多炼制操作放在院子里露天下进行。没有一个工人愿意在这种条件下工作，居里夫妇却在这一环境中奋斗了4年。,4年中，不论寒冬还是酷暑，繁重的劳动，毒烟的熏烤，他们从不叫苦。对科学事业的执着追求使艰辛的工作变成了生活的真正乐趣，百折不挠的毅力使他们终于在1902年，即发现镭后的第45个月，从7吨沥青铀矿的炼渣中提炼出012克的纯净的氯化镭，并测得镭的原子量为225。镭元素是存在的，那些持怀疑态度的科学家不得不在事实面前低下头。这么一点点镭盐，这一简单的数字，凝聚了居里夫妇多少辛勤劳动的心血！夜间，当他们来到棚屋，不开灯而欣赏那闪烁着荧光的氯化镭时，他们完全沉醉在幸福而又神奇的幻境中。每当居里夫人回忆起这段生活，都认为这是“过着他们夫妇一生中最有意义的年代”。而他们也都痛并快乐着！但让居里夫人感到意想不到的事发生了。丈夫皮埃尔出了车祸，这对居里夫人无疑是一个沉重的打击。,丈夫去世后，玛丽居里的生命一度陷入了冰河状态。直到保罗朗之万另一颗伟大而聪颖的头脑，介入了她的生活。朗之万也是一个相当卓越的科学家，比她小五岁，完全可能成为她新的助手、爱人、伴侣和战友，这个女人一生中的第2次青春因此降临，即使它如此短暂，也足以让她焕发出前所未有的能量。朗之万本身的婚姻也存在极大的问题，他娶了一个陶瓷工人的女儿，她暴躁粗鲁野蛮，争吵中用花瓶打破自己这个法国最有见地的科学家丈夫的头，她也蔑视他的研究工作因为那带不来现钱。 朗之万是热爱玛丽居里的当然，他的离婚失败了。同时他还愚蠢地让自己的妻子拿到了玛丽居里写给他的情书，这些情书最终被公布给了报社。 玛丽居里在45岁的这年，陷入了身败名裂的低谷。 所谓天性浪漫、自由奔放的法国人，象豺狼一样朝他们的大恩人扑来。（玛丽居里制作和亲自操作使用的X光机在一战的战场上拯救了受伤的上百万的法国士兵，她本人和她的女儿最终因为过度经受X光及其他放射性照射，而死于血液病）他们袭击她的住宅，用石头砸坏她的窗户，声称要杀死她，要她滚出法国。而曾经热烈拥护过她，并且在科学上与她同路的一些法国科学家，也联名写信，要她离开法国。她最忠实的战友保罗艾培也背叛了她，同意要她离开法国。 原因无它，因为她在和情人通信中，居然表现出了自己具有强烈的性需求，并且试图满足它们而这个世界的规则是，女人根本不应当有这种需求，即使产生了，也应当是设法压抑和磨灭它，而不是理直气壮地声称希望通过爱情满足它。 于是她被钉在这样一个名词上：波兰荡妇。 保罗艾培的女儿，玛丽居里最忠实的学生与支持者之一，却因此与自己的父亲发生了巨大冲突，她站在自己的父亲面前一字一句地说道：“如果你敢于赶她走，我将永远不会再见你，我的父亲。”她一生里没有顶撞过父亲，惟独在这一件事上表现出了怒不可遏。她清晰地说了以下留给父亲也足以留给未来的话语：“如果玛丽居里是个男人，这一切都不会发生。” 众所周知，另一个同时代的伟大科学家，爱因斯坦，不仅仅离婚，再婚，还有一个私生女。他把她直接送了人。而同样是这场婚外激情的主角的保罗朗之万，并没有受到冲击。他的凶恶的妻子在成功地煽动了舆论毁灭了玛丽居里之后，同意他另外再公开拥有一个女秘书做情人，并且以此挽回了婚姻，甚至再过多年后，她还同意丈夫又和一个年轻的女学生搞在一起。为了养活这个女学生情人，朗之万甚至还请求玛丽居里在研究所为这学生安排了一个职位。 玛丽居里在这场舆论风暴中，走向了她生命的陨落。有几乎三年的时间里，她的精神是在一种崩溃状态里，她被她周围的强大的、恶毒的、残忍的敌意打垮了，不得不住进一所由修女开办的医院，以求得身体与心理的双重治疗。 最终她恢复过来。强悍的意志和工作让她再度站了起来。在这之后她持续工作了22年，继续为法国和世界做出了巨大的贡献。,放射性（radioactive ）： 原子核自发地放射出、等各种射线的现象，称放射性。 射线：氦原子核粒子流，贯穿能力很弱。 射线：高速电子流，贯穿能力较强。 射线：波长很短的电磁波，贯穿能力更强。 X射线（英语：X-ray），又被称为艾克斯射线、伦琴射线或X射线，是一种波长范围在0.01纳米到10纳米之间（对应频率范围30 PHz到30EHz）的电磁辐射形式。X射线也是游离辐射等这一类对人体有危害的射线。X射线波长范围在较短处与伽马射线较长处重叠。人工。,1895年11月8日德国科学家伦琴开始进行阴极射线的研究。1895年12月28日他完成了初步的实验报告“一种新的射线”。他把这项成果发布在维尔茨堡s Physical-Medical Society 杂志上。为了表明这是一种新的射线，伦琴采用表示未知数的X来命名。很多科学家主张命名为伦琴射线，伦琴自己坚决反对。1901年伦琴获得诺贝尔物理学奖。 1895年爱迪生研究了材料在X光照射下发出荧光的能力，发现钨酸钙最为明显。1896年3月爱迪生发明了荧光观察管，后来被用于医用X光的检验。然而1903年爱迪生终止了自己对X光的研究，因为他公司的一名玻璃工人喜欢将X光管放在手上检验，得上了癌症，尽管进行了截肢手术仍然没能挽回生命。1906年物理学家贝克勒耳发现X射线能够被气体散射，并且每一种元素有其特征X谱线。他因此获得了1917