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继续追寻

时间:2019-09-29    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

继续追寻


就在发现 93 号元素镎的时候,麦克米伦便认为,可能还有一种新的超铀

元素与镎混在一起。

不出所料,过了没多久,美国化学家西博格、沃尔和肯尼迪又在铀矿石

中,发现了 94 号元素。他们把这一新元素命名为“钚”,希腊文的原意是“冥

王星”。这是因为镎的希腊文原意是“海王星”,而冥王星是在海王星的外

面,是太阳系中离太阳最远的一个行星。

最初,西博格等人只获得了极微量的钚,总重量还不到一根头发重量的

千分之一。这样稀少的元素,在当时根本没有引起人们的注意,人们只是把

它看作一种新元素而已,谁也没有去研究它到底有什么用处。

但在后来,当人们发现了原子弹之后,钚就一下子青云直上,成了原子

舞台上非常难得的“明星”!

原来,原子弹中的主角是铀。在大自然中,铀有两种不同的同位素,一

种叫“铀 235”,一种叫“铀 238”。在铀 235 的原子核中,含有 92 个质子、

143 个中子,加起来便是 235 个,所以叫“铀 235”;在铀 238 的原子核中,

含有 92 个质子、146 个中子,加起来是 238 个,所以叫“铀 238”。铀 238

跟铀 235 不同,是因为它的原子核中多了 3 个中子。

铀 235 与铀 238 的性质不一样:铀 235 非常活跃,铀 238 却要差多了。

当铀 235 受到中子攻击时,即会迅速发生链式的反应,在一刹那间释放出大

量原子能,形成剧烈的爆炸。在原子弹里,就装着铀 235。但是,铀 238 在

受到中子攻击时,却不动声色地把中子“吞”了进去,并不会发生爆炸。

在天然的铀矿中,绝大多数都有铀 238,而铀 235 仅占千分之七(重量

比)。人们总是千方百计地从铀矿中提取那少量的铀 235,用它来制造原子

弹,而大量的铀 238 却被废弃了。

铀 238 难道真的不能利用起来吗?

人们经过仔细的研究后,结果发现,铀 238 可以作为制造钚的原料,而

钚的性质跟铀 235 差不多,也是个活跃分子,也可以用来制造原子弹!

本来,在天然铀矿中,只含有一百亿分之一的钚。如今,人们用铀 238


来作原料,大量的制造钚。于是,钚的产量迅速增加,从只有一根头发的千

分之一那么少猛增到数以吨计。不久,人们不仅制造了以钚为原料的原子弹,

并且还用它制成了原子能反应堆,用来发电。

这样一来,钚一下子便成了原子能工业的重要原料。

钚是一种银灰色的金属,很重。在空气中也很易氧化,在表面形成一层

黄色的氧化膜。

钚的发现及广泛应用,使用人们对元素的认识,进入了一个新的阶段:

原来,世界上还有许多很重要的未被发现的新元素哩!

钚的寿命也是长达 24360 年。

人们继续努力,要寻找 94 号以后的“超钚元素”。

在 1994 年底,钚的发现者——美国化学家西博格和加利福尼亚大学教授

乔索合作,用质子轰击钚原子核,最先是制得了 96 号元素,紧接着又制得了

95 号元素。

 

他们将 95 号元素和 96 号元素分别命名为“镅”和“锔” 过曾译成“锯”,

因与锯子的“居”字相同,容易误会,改译为“锔”),用以纪念发现地点

美洲(“镅”的原意即“美洲”。镅在元素周期表上的位置正好在 63 号元素

铕之下,铕的希腊文原意为“欧洲”,所以就用“美洲”命名镅。)和居里

夫妇(“锔”的原意即“居里”)。

镅和锔都是呈银白色的金属。镅很柔软,可以将之拉成细丝,也可以压

成薄片。镅有 10 种同位素,绝大部分都是“短命”的,很快裂变成其他元素,

只有一种“镅 243”的寿命很长,达 8000 年左右。

锔是一种很有意思的放射性金属,它辐射出来的能量非常大,可以使锔

变得很热,温度高达摄氏 1000 度左右。如今,人们已把锔用于人造地球卫星

和宇宙飞船中,以此作为不断发热的热源。

西博格和乔索继续努力,在 1949 年又制得了 97 号元素——锫;在 1905

年制得了 98 号元素——锎。锫的原意是“柏克立”。因为它是在柏克立城的

回旋加速器帮助下制成的;锎的原意是“加利福尼亚”,因为它是在加利福

尼亚州的回旋加速器帮助下制成的。

锫和锎都是金属元素,也都具有放射性。锫在目前还没有得到应用,锎

可用作原子能反应堆中的原子燃料。另外,由于锎能射出中子,现在已经被

用来治疗癌症。

接着,人们又开始寻找 99 号元素和 100 号元素。

当人们准备用回旋加速器制造出这两种新元素之前,却在另一个场合无

意中发现了它们。

那是在 1952 年 11 月,美国在太平洋上空爆炸了第一颗氢弹。当时,美

国科学家在观测这次爆炸产生原子“碎片”时,发现竟夹杂着两种新元素—

—99 号和 100 号元素。

1955 年美国加利福尼亚大学在实验室中制得了这两种新元素。为了纪念

在制成这两种新元素前几个月逝世的著名物理学家爱因斯坦和意大利科学家

费米,分别把 99 号元素命名为“锿”(原意即“爱因斯坦”),把 100 号元

素命名为“镄”(原意即“费米”)。

1955 年,就在制得锿以后,美国加利福尼亚大学的科学家们用氦核去轰

击锿,使锿原子核中增加 2 个质子,变成了 101 号元素。他们把 101 号元素

命名为“锿”,以纪念化学元素周期律的创始人、俄罗斯化学家们捷列夫。


然而,最后制得的锿竟如此之少——只有 17 个原子!但正是这 17 个原

子,从而宣告了一种新元素的诞生。

紧接着,在 1958 年,加利福尼亚大学与瑞典的诺贝尔研究所合作,用碳

离子去轰击锔,使锔这个本来只有 96 个质子的原子核一下子增加了 6 个质

子,制得了极少量的 102 号元素。他们用“诺贝尔研究所”的名字来命名它,

叫做“锘”。然而,他们的研究成果,在开始并没有得到人们的承认。直到

几年以后,有人用另一种办法也制成了 102 号元素时,这才获得国际上的正

式承认。

人们对新元素探索不息。1961 年,美国加利福尼亚大学的科学家们着手

制造 103 号元素。他们用原子核中含有 5 个质子的硼,去轰击原子核中含有

98 个质子的锎,进行原子“加法:

5+98=103

从而制得了 103 号元素。这个新元素被命名为“铹”,以纪念当时刚去

世的美国物理学家、回旋加速器的发明者劳伦斯。

铹是一个极不稳定的元素。每经过 3 分钟,铹的原子中便有半数自动分

解掉了。

在 1964 年、1967 年,前苏联弗列罗夫所领导的研究小组,分别制得了

104 号和 105 号元素。其中 104 号元素被命名为“                    ”,用来纪念于 1960 年

去世的前苏联原子物理学家库尔恰托夫。

与此同时,美国乔索领导的小组用另一种方法制得了 104 号、105 号元

素,并分别命名为“           ”、“        ”,分别用来纪念著名物理学家卢瑟福和德

国物理学家哈恩。

然而到现在,关于 104 号、105 号元素的命名,仍争论不休,没有得到

统一。

104 号和 105 号元素也都是“短命”的元素,只能活几秒钟,很快就裂

变成其他的元素。

1974 年前苏联弗列罗夫等人用 24 号元素——铬的原子核去轰击 82 号元

素——铅的原子核,进行原子加法:

24+82=106

于是,制得了 106 号元素。

与此同时,美国乔索及西博格等人却用另外的“算式”进行原子“加法”:

拿 8 号元素——氧的原子核去轰击 98 号元素——锎的原子核。

8+98=106

于是,也制得了 106 号元素。

与 104 号、105 号元素结果一样,这一次又引起了争论。双方都说是自

己最早发现了新元素,争论不休。

1976 年,前苏联弗列罗夫等人着手试制 107 号元素。他们用 24 号元素

——铬的原子核,去轰击 83 号元素的原子核。

24+83=107

就这样,107 号元素被制成了。

107 号元素是一种寿命非常短暂的元素,它竟然只能活 1 毫秒!

到目前为止,得到世界各国科学家公认的化学元素,总共有 107 种。

然而,世界上到底存在有多少种化学元素?人们会不会无休止地把化学

元素逐个制造出来呢?


这个问题引起了激烈的争论。

有人认为,从 100 号元素镄以后,人们虽然合成了许多新元素,但是这

些新元素的寿命却越来越短。像 107 号元素,只能活 1 毫秒。照此推理下去,

108 号、109 号、110 号……这些元素的寿命可能更短,因此要人工合成新元

素的希望将越来越渺茫。他们预言,即使今后人们还有可能再制成几种新元

素,但却已为数不多了。

但是,很多科学家认真研究了元素周期表,并推算出在 108 号元素以后,

可能又会出现几种“长命”的新元素!

经过科学家推算,认为当元素的原子核中质子数为 2、8、20、28、50、

82,或者中子数为 2、8、20、28、50、82、126 时,原子核就比较稳定,寿

命比较长。他们根据这一理论,曾预言 114 号元素,将是一种很稳定的元素,

寿命可达 1 亿年之久!也就是说,人们如果发现了 114 号元素,这种元素将

像金、银、铜、铁一样“长寿”,并且可以在工农业生产中得到广泛的应用。

科学家甚至根据元素周期表,预言了 114 号元素的一些特征:

它的性质类似于金属铅,目前可称它为“类铅”。

是一种金属,密度为每立方厘米 16 克。

其沸点为摄氏 147 度。

熔点摄氏 67 度。

可以用它来制造核武器,并且这种核武器体积非常小,用 114 号制成的

一颗小型核弹,甚至可以放在手提包中随身携带。

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