“神奇”的人造元素

2019年05月20日16:46  来源:新华网
 
原标题:“神奇”的人造元素

  从门捷列夫制作出世界上第一张元素周期表开始,越来越多的元素被写进了元素周期表里。但有些元素因为半衰期太短,在自然界的丰度非常小,或者根本不存在。因此,必须用人工方法制造,这些元素我们称之为人造元素。早在1937年,意大利科学家卡洛·佩里埃和艾米罗·塞格雷就用氘轰击钼从而获得了锝的同位素。自此,随着时间发展和科技进步,越来越多的人造元素被制造出来,我们的元素周期表也丰富了起来。

  

  

  人造元素与自然元素相比最大的特点就是不稳定性与放射性。锎(读:kai)是一种人造元素,合成极为困难。其中,锎-252作为锎的同位素,也是其中最有商业价值的。别看锎-252寿命不长,可本事却特别大。每克锎-252每秒钟放出的中子有2.31万亿个,这些中子的平均能量为230万电子伏特,因此,锎-252是十分理想的中子源。科学家还发现在核医学领域,锎-252是癌症的“克星”。在患癌部位注射约几微克锎-252,它放出的中子就能有效地杀死癌细胞,同时对周围健康细胞的危害也比其他放射疗法要小得多。

  现有的人造元素一般只能通过核反应堆或加速器这两种方法来合成。通俗来讲,核反应堆合成方法是让铀不断地去吸收中子,产生一些比铀更重的一些核素,再通过衰变产生新的元素。再往后更重一些的元素,就需要用加速器来合成了。我们将一个轻的原子,用加速器加速到大概1亿电子伏特左右,作为“炮弹”去轰击另外一个元素,让它们两个融合在一起,然后再通过衰变形成新的元素。合成的道路也并非一帆风顺,新元素合成需要投入巨大的财力, 而且合成成功率是非常小的,要付出极大的努力,如提出新的方法、设计新的装置、制造新的探测器等等。一旦合成后还要被其他实验室重复并确证,最终才可能被相关国际机构认定。

  虽然人造元素合成很难,但研究人造元素对于探索原子质量极限、确定元素周期表极限有重要意义。迄今为止,元素周期表上从自然界发现的元素只到第92号元素铀,93号及以上的元素都是人工合成的。

  在应用方面,我们常用的烟雾报警器,里面用到的就是人造放射性元素。在未来,人造元素可能会发挥更大作用。(陈前余)

 

(责编:木胜玉、徐前)

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