早在一百多年前，有一位科學(xué)家?guī)缀鯇⒆约旱囊簧挤瞰I(xiàn)給化學(xué)元素提取工作，她就是居里夫人(瑪麗·居里)。

11月8日，諾貝爾獎(jiǎng)官方推特公布了居里夫人使用過(guò)的筆記本。

諾貝爾獎(jiǎng)方面稱，居里夫人于1934年7月4日死于再生障礙性貧血，這是她多年來(lái)在工作中受到輻射的結(jié)果。即使在今天，她的一些書(shū)籍和論文仍具有強(qiáng)烈放射性，必須放在鉛盒中保存。本次諾貝爾獎(jiǎng)方面所展示的這個(gè)筆記本，其所具有的放射性還將持續(xù)1500年。

“從科學(xué)角度來(lái)講，筆記本仍具放射性，這很正常。”中國(guó)原子能科學(xué)研究院(以下簡(jiǎn)稱原子能院)放射化學(xué)研究所所長(zhǎng)鄭衛(wèi)芳在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示。

放射性持久度由核素半衰期決定

1896年，法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)元素鈾會(huì)自發(fā)地發(fā)出一種類似X射線的有穿透力的射線。之后，居里夫人發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象不僅僅是鈾的特性，而是某些元素的共同特性，她把這種特性稱為放射性，把有這種性質(zhì)的元素叫做放射性核素。經(jīng)過(guò)幾年的努力，她找到了另外的放射性核素——釙(Po)和鐳(Ra)，并因此成為世界首位兩獲諾貝爾獎(jiǎng)的人。

鄭衛(wèi)芳告訴記者，居里夫人所用過(guò)的筆記本仍具放射性，并將持續(xù)千年，這與放射性核素的半衰期直接相關(guān)。

在物理學(xué)上，放射性核素的半衰期是指一個(gè)樣本內(nèi)，其放射性原子衰變至原來(lái)數(shù)量的一半所需的時(shí)間。放射性核素的半衰期長(zhǎng)短差別很大，短的遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于一秒，長(zhǎng)的可達(dá)數(shù)十萬(wàn)年。半衰期越短，代表其原子越不穩(wěn)定，每顆原子發(fā)生衰變的幾率也越高。

釙元素的原子序數(shù)是84，是一種呈銀白色的金屬。根據(jù)研究，這種元素在地球上十分稀有，但卻有劇毒，它的半衰期是138天，如果居里夫人筆記本上沾染的是釙元素，如今其輻射基本可以忽略不計(jì)。

如果是鐳元素，情況就大不一樣了。鐳元素的原子序數(shù)為88，是一種具有很強(qiáng)放射性的元素。在鐳的同位素家族中，最穩(wěn)定的同位素為鐳-226，半衰期約為1600年。這也意味著，經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期，也就是經(jīng)過(guò)1600年，其放射性強(qiáng)度才會(huì)降為初始值的1/2。

那么，居里夫人筆記本上的放射性核素能否去除?鄭衛(wèi)芳告訴記者，可以用去污劑擦拭，但這只能將放射性核素轉(zhuǎn)移，并不能將其消滅。要消滅放射性核素，或者縮短放射性核素的半衰期，除了其原子核的自發(fā)衰變外，還可以借助核反應(yīng)(專業(yè)術(shù)語(yǔ)叫嬗變)，將半衰期上千年甚至萬(wàn)年的長(zhǎng)壽命核素嬗變成半衰期更短的核素。人工核嬗變可以利用核反應(yīng)堆、粒子加速器等裝置實(shí)現(xiàn)。

放射性核素的處理多在熱室進(jìn)行

放射性核素究竟有什么用途呢?以鐳為例，它在衰變的過(guò)程中會(huì)釋放出α射線和γ射線，同時(shí)產(chǎn)生一種名為氡的放射性氣體。α射線和γ射線對(duì)細(xì)菌、細(xì)胞具有殺傷作用，所以在臨床醫(yī)學(xué)上被用來(lái)治療癌癥。此外，在探測(cè)石油資源的過(guò)程中，技術(shù)人員使用鐳鈹混合劑來(lái)作為中子放射源。

另外，人們聽(tīng)到最多的放射性核素可能是鈾和钚，這兩種物質(zhì)是制造核武器的原料。它們通過(guò)核裂變反應(yīng)釋放出大量的能量，同時(shí)也釋放出高強(qiáng)度的輻射，投于長(zhǎng)崎市的原子彈，就使用了钚制作內(nèi)核部分。

隨著認(rèn)識(shí)的深入，人類對(duì)放射性核素的防范意識(shí)也不斷提升，并慢慢建立起相應(yīng)的防護(hù)體系。現(xiàn)在對(duì)強(qiáng)放射性核素的處理都是在防范措施到位的熱室進(jìn)行。熱室是將放射性核素封閉包裹的特殊設(shè)施，可防止射線穿透或泄漏出來(lái)對(duì)人造成傷害。

2015年，我國(guó)首座動(dòng)力堆燃料后處理研發(fā)設(shè)施熱室正式啟用，其墻體厚達(dá)1.1米，安裝了7層厚的鉛玻璃窺視窗。之所以選擇鉛玻璃，因?yàn)殂U能屏蔽射線。此外，操作必須在密閉、負(fù)壓同時(shí)保持通風(fēng)的環(huán)境下進(jìn)行。

與傳統(tǒng)煙囪不同，熱室的煙囪并不冒煙，因?yàn)楹朔磻?yīng)不像普通燃燒那樣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而是依靠原子質(zhì)量虧損釋放能量，因此不會(huì)排放二氧化碳，二氧化硫及氮氧化物。經(jīng)過(guò)多重過(guò)濾，熱室內(nèi)的排風(fēng)系統(tǒng)會(huì)吸附熱室空氣中的放射性核素，在達(dá)到嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)后，氣體才被允許通過(guò)煙囪排放出去。(陳 瑜)