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暗夜幽光:用核輻射點亮的燈——鉕燈

2022-11-28由 糖酥餅不甜 發表于 農業

硫化鋅發光是因為磷嗎

此專欄部分圖片以及文字資料來自外網,本人英語翻譯能力一般,如有專業名詞或術語翻譯不得當還請各位讀者朋友提出寶貴意見,謝謝!

鉕(promethium)的名稱來源於古希臘神話的普羅米修斯(Prometheus),意為給人類帶來光明。事實上,在相當短的時期裡鉕為數不多的用途之一就是用作同位素光源。

1945年,美國田納西州橡樹嶺克林頓實驗室的研究人員馬林茨基、格倫丁寧和克里爾在鈾裂變產物中發現了61號元素。他們應用了新的離子色層分離法把它分離出來,並研究了它。新元素並命名為promethium,元素符號定為Pm,名稱來自希臘神話中偷取火種給人類的英雄普羅米修斯。1949年,國際純粹和應用化學聯合會接受了這一名稱。

暗夜幽光:用核輻射點亮的燈——鉕燈

鉕的元素符號為Pm,原子序數為61,是一種具有放射性的鑭系稀土元素(然鵝整個鑭系就它這一個是具有放射性的,多少有些尷尬)。到目前為止,已知鉕有17種同位素和4種同質異能素,最穩定的同位素鉕-147半衰期約2。64年,它可以從鈾裂變產物中提取或用中子照射釹-146(146Nd)製得。

根據知名科普作家Theodore Gray 的描述,鐳塗料【圖1】剛剛被淘汰、而實用安全的氚管【圖2】未被髮明時,含鉕的永久夜光塗料被運用在儀表盤上,暫時接任了鐳作為發光塗料的使命。此外,阿波羅載人航天器曾配備了100多個鉕-147原子燈,其具體用途沒有在外網上查到,但它們極有可能被安排在了面板的按鈕上,就像下面這個發光按鈕【圖3】一樣。

暗夜幽光:用核輻射點亮的燈——鉕燈

圖2 本人購買的氚燈鑰匙扣,到手5年了

暗夜幽光:用核輻射點亮的燈——鉕燈

圖3 用含鉕塗料製作的夜光按鈕

在Gray的書《視覺之旅-神奇的化學元素》中,這個鉕按鈕的照片用於元素展示。依據外網上的說法,圖片中按鈕並不是一件古董,而是最近幾年製造的,下面是我的翻譯和原話【圖4】:

幸運的是,英國Red Green&Blue公司的 Max Whitby找到了一家瑞士公司,該公司仍有鉕塗料的供應,該塗料最初由一家日本公司生產。Max送給他們一些玻璃紐扣塗上漆,然後封上。

我選擇這個樣本來代表元素週期表海報中的元素。樣本照片中包含的文字與海報中的文字完全相同,我們鼓勵您購買海報的副本。

暗夜幽光:用核輻射點亮的燈——鉕燈

圖4 截圖

原理:鉕147發生β衰變放出電子,電子轟擊無機磷光基質(一般為摻銅的硫化鋅),基質受電子轟擊發生核外電子躍遷,高能級(層)電子向原子核回落時以可見光的形式釋放能量,鉕使其在不接受環境光照的情況下持續發光。鉕147的一條衰變途徑如下【圖5】:

暗夜幽光:用核輻射點亮的燈——鉕燈

圖5 Pm147衰變鏈

最後,請閱覽組圖6~9:

暗夜幽光:用核輻射點亮的燈——鉕燈

圖6 含微量鉕的啟輝器

暗夜幽光:用核輻射點亮的燈——鉕燈

圖7 鉕發光按鈕

暗夜幽光:用核輻射點亮的燈——鉕燈

圖8 元素展櫃

暗夜幽光:用核輻射點亮的燈——鉕燈

圖9 不是很純的金屬鉕

不管怎樣,鉕塗料終將成為歷史,取而代之的是更安全、更明亮的氚管,氚像鐳一樣走進了眾多人們的手錶上。

[文章有待完善,擇日更新]