更新时间:2024-10-11 21:55
硼(B)有两种稳定的同位素:10B和11B,它们在自然界中的丰度大约为19.8%和80.2%左右。硼 10(10B)具有非常强的中子吸收能力,尤其是对于热中子,因此广泛应用于核电、军事装备、现代工业及医药等方面。
硼(B)位于元素周期表的第13组的顶部,是该组中唯一的非金属元素。它的化学行为与下一列元素碳和它的对角邻居硅有许多相似之处。它有形成共价键的强烈趋势,但它有四个成键轨道,而只有三个外部电子,所以它是缺电子元素。这一特性对其化学性质有着显著的影响,这也是在药物化学中选择硼的主要原因,即硼原子可以很容易地与有机化合物结合。
硼-10具有很大的中子俘获截面,当中子能量为0.0253 eV时,其中子俘获截面为3835靶恩(10-28m2)。硼-10作为一种重要的中子吸收材料,广泛应用于核工业和核医学中。比如在核工程中,使用含有硼-10的冷却水来调节反应堆的功率输出,使用含有硼10的混凝土来提高屏蔽系统的中子屏蔽能力,使用含有硼-10涂层的电离室来测量中子等。
硼-10最大的用途也许是在硼中子俘获疗法(BNCT)中,硼药是二元肿瘤疗法BNCT的重要“一元”,而硼药必须富含硼-10。对于BNCT而言,除了硼-10具有很大的热中子俘获截面这个特性之外,关键在于该俘获反应放出具有很高生物效应的短射程离子,即α离子和锂-7原子核,正是这两个粒子具有很强的杀细胞能力,而且作用范围相当于一个细胞的尺度,因此BNCT也被称为细胞尺度的放疗。这在整个自然界似乎是唯一的存在。
2024年10月消息,中国成功打通低温精馏法分离硼—10同位素的全套工艺技术流程,并稳定产出了丰度达70%的富集硼—10产品,这标志着我国掌握了具有完全自主知识产权的低温精馏分离硼—10同位素规模化技术。