希望地壳含量仅有25克左右的砹,未来在癌症治疗方面能大放异彩吧

文 / 内蒙古日报科学在线
2020-12-18 19:29

使用质子束轰击钍元素,物理学家第一次解开了地球上稀有元素-砹元素的一个关键秘密。

砹元素有85个质子,比铅还重,但它是地球上非常稀少的元素。它的所有同位素中最稳定的一个是砹-210,半衰期为8.1小时。所以早上如果我们发现一些砹-210,晚上的时候,它的一半已经变成其它元素了。正因为如此,砹元素是地壳中含量最少的元素之一,大约只有25克在自然状态下存在。

因为砹元素很难获得,研究者从来没能收集到足够多的砹,来研究它是如何与电子相互作用的。这个问题需要研究清楚,部分原因在于它的放射性同位素,砹-211会对治疗癌症有用。但研究者不确定,它是否会吸引电子,形成负离子,而这会对健康的细胞造成损害。

为了研究砹-211,欧洲核子研究组织启动了一个研究项目。他们发射质子束来撞击钍元素的原子核,钍元素是由90个质子组成的不稳定元素。通过这种方法,他们得到了一些新原子,包括砹-211。

为了将砹-211从其它原子中筛选出来,研究者建造了一个足够大的,持续放射衰变的元素堆,用在他们的激光实验中。研究者将光束聚焦在原子周围,以精确测量他们的活动。他们精确测量出,要让砹-211失去一个电子,需要9.31752电子伏特的能量,而它得到一个电子,仅需要2.41579 电子伏特的能量。

欧洲核子研究组织的这个研究意义重大。这个实验的结论马上就可以用于癌症的治疗。砹-211在它的衰变中,会释放α粒子,由质子和中子组成的放射性钩子,可以杀死癌细胞。但是要确定如何使用放射性砹来进行癌症的治疗,需要深入理解砹元素是如何制造负电子的。当砹元素从身体健康的细胞中获取了电子,它就将它们变成了负离子,而这会损害健康的细胞。只有研究者准确地了解了这一过程,才能找到运用砹-211消灭癌细胞的最好方法。