同位素运输浅谈

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I-131 (图片来自网络)

随着同位素生产技术的发展，含有同位素的物质和物品广泛应用于生产和生活的各个方面，并取得了明显的经济效益和社会效益。那含有同位素的物质和物品在运输规则上是否存在差异？本文简要谈谈下面三个问题：什么是同位素？
含有同位素的物质是同一物质吗？同位素的运输规则相同吗？

一、什么是同位素？

同位素是质子数相同而中子数不同的同一化学元素的不同核素。同位素是同一个化学元素的不同形式，原子质量不同。

换一句通俗的话说就是：在元素周期表中占据相同的位置。

同位素化学性质几乎相同（但是¹H、²H（D）和³H（T）的性质有些微差异），但放射性、质谱性质和物理性质（例如在气态下的扩散本领、熔沸点）有所差异。

如果该同位素是有放射性的话，会被称为放射性同位素。

每一种元素都有放射性同位素。

有些放射性同位素是自然界中存在的，有些则是用核粒子，如质子、a粒子或中子轰击稳定的核而人为产生的。

19世纪末先发现了放射性同位素，随后又发现了天然存在的稳定同位素，并测定了同位素的丰度。大多数天然元素都存在几种稳定的同位素。已发现的元素有118种，只有20种元素未发现稳定的同位素。大多数的天然元素都是由几种同位素组成的混合物，稳定同位素约有300多种，而放射性同位素竟达约3200种以上。

在自然界中天然存在的同位素称为天然同位素，人工合成的同位素称为人造同位素。

同位素的表示是在该元素符号的左上角注明质量数（例如碳有多种同位素，¹²C、¹³C和 ¹⁴C（有放射性）。氢元素的3种同位素具有各自的名称，¹H氕、²H氘（D，重氢）和³H氚（T，超重氢，有放射性）。

关键点：

a)相同质子数，不同中子数；

b)同位素的质子数不会改变；

c)不是所有的同位素都具有放射性；

d）稳定同位素要么不衰变，要么衰变特别慢（Bismuth-209 半衰期1.9×10¹⁹年，Tellurium-128的半衰期7.7×10²⁴年）。放射性同位素一直在快速衰变；

e）衰变前的放射性同位素称为母体，衰变过程中产生的新同位素称为放射成因同位素，或叫做子体。

二、同位素的应用

同位素在众多领域具有重要作用，例如国防工业，²³⁵U是原子弹和核反应堆的原料，²H和³H是氢弹的材料。在民用方面，同位素示踪法广泛应用于科学研究、工农业生产和医疗诊断，包括放射性药物、各种放射源、³H、¹⁴C等标记化合物和稳定同位素及其标记化合物等。尤其医学方面，全国有上千家医疗单位，在临床上已建立数百项同位素治疗方法，包括体外照射治疗和体内药物照射治疗。同位素在免疫学、分子生物学、遗传工程研究和发展基础核医学中，也发挥了重要作用。

三、同位素的运输问题

（一）问题

介绍了一些同位素的基本概念，接着尝试回答下面两个问题：

a）含有同位素的物质，是否是相同的物质？

b）运输规则是否一样呢？

这两个问题都不太好直接回答“是”或“否”。

问题1：氢的同位素有三种，¹H氕、²H氘（D，重氢）和³H氚（T，超重氢，有放射性）。化合物1、2和3都是水，但明显是不同的。你能喝水1，但我相信没人愿意喝水3。化合物4与5，化合物6与7也不能完全看作是一个物质。但除了氢以外，其他稳定同位素组成的化合物却具有很多相同的地方。

问题2：运输规则是否相同，也需要具体的分析。

（二）放射性同位素

氢的同位素氚（T）具有放射性，是放射性核素，含有氚（T）的物质属于放射性物质， 按照放射性物质运输的规定进行运输。

放射性药物是指含有放射性核素供医学诊断和治疗用的一类特殊药物。^99mTc，²⁰¹Tl，⁶⁷Ga，¹²³I，⁷⁵Se，⁵¹Cr，^113mIn等核素标记的化合物，通过体外监测γ射线装置记录它们在体内的位置和变化。治疗药物是对病者提供体内器官的放射性照射，有¹³¹I，³²P，¹⁹⁸Au，¹⁸⁶Re等核素标记的化合物。正电子放射性药物¹¹C、¹³N、¹⁵O和¹⁸F等短半衰期放射性核素在研究人体生理、生化、代谢、受体等方面显示出独特优势，其中¹⁸F-脱氧葡萄糖（¹⁸F-FDG）是目前临床应用最为广泛的正电子放射性药物。20世纪80年代，中国原子能科学研究院同位素研究所用反应堆生产了¹⁸F,并人工合成了¹⁸F-FDG。

^99mTc标记的各种诊断药物

通过国际民航组织《危险物品安全航空运输技术细则》表2-12“单个放射性核素的基本核素值”，便可查到一个元素的同位素是否是放射性核素，并进一步判断在该核素存在下是否作为放射性物质进行运输。这是一整套的规则，在这里不进行详细叙述

（三）稳定同位素

在“单个放射性核素的基本核素值”中是查不到“氘（D）”的，只有“氚（T）”，说明氘无放射性，之前也强调过存在不具有放射性的同位素，比如如下的几对¹³C/¹²C, ¹⁵N/¹⁴N, ²H/¹H, ¹⁸O/¹⁶O,³⁴S/³²S，由这样同位素组成的化合物运输规则又如何？

1.氘气与氢气

氘和氢都在自然界存在，且不具有放射性。从运输危险性的角度，氘气与氢气没有显著的差异，似乎没有区分的必要。但是对于工业界，氢气和氘气是需要严格区分的，以便于分离、运输与使用。

UN号	运输专用名称	项别	特殊规定	客机	货机
包装说明	每个包装件最大净数量	包装说明	每个包装件最大净数量
UN 1049	压缩氢Hydrogen, compressed	2.1	A1	禁运	200	150 kg
UN 1957	压缩氘（重氢）Deuterium, compressed	2.1	A1	禁运	200	150 kg
UN 1966	冷冻液态氢 Hydrogen, refrigerated liguid	2.1		禁运	禁运

2.氘代试剂

氘代试剂源于核物理重水提炼工业衍生产品。20世纪40年代原子弹面世，推动海水重水提炼工业快速发展，并逐渐从军工国防转为高科技研发应用。高纯氘代衍生品生产工艺主要由德国，美国掌握。20世纪60年代，核磁共振仪用于化合物结构分析，需要使用大量氘代试剂。常见试剂有：氯仿-d、重水、二甲亚砜-d6、丙酮-d6、乙腈-d3、甲醇-d4、三氟乙酸-d、氢氧化钠-d、硼氘化钠等。

按照危险品分类标准这些氘代试剂与非氘试剂在运输危险性方面并无差别，那联合国编号和运输专用名称是否可以使用非氘试剂的联合国编号呢，小编觉得是可以的，除非影响到固液态的变化。比如

	UN号	运输专用名称	项别
硼氢化钠	UN1426	Sodium   borohydride 硼氢化钠	4.3
硼氘化钠	UN1426	Sodium   borohydride 硼氢化钠	4.3
水H2O	普货
重水D2O	普货

3.稳定同位素

除了氘代试剂，其他元素的稳定同位素¹³C、¹⁵N、¹⁸O、³⁴S等，可能由于含量低、分离困难等原因，就小编在实验室10多年的经验，也没有碰到一个这样的化合物。所以，运输问题暂且不论了。

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