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对于实验室同事来说,元素elemen一词自然是耳熟能详;但rnurni无疑是个新词,引得大家一片议论。
当孙元起把这个词写到黑板上的时候,大家发现词意并不难理解:rn,这个词头表示跨越、超过的意思,比如rnlin、rnrin等;urni,在化学上是“铀的”。两个单词合起来,就是“超铀的”意思。
可超铀元素是什么?
铀是自然界中能够找到的最重的元素,自从1789年德国化学家克拉普罗特把它从沥青铀矿中分离出来后,化学家一直在尝试发现比它更重的元素。一百二十年过去了,化学家们发现了更多的元素,甚至确定了铀的原子序数是92,却依然没有发现比它更重的元素。
超铀元素?世界上存在原子序数超过铀的元素么?大家心里都有这样的疑问。
“是的,超铀元素。”孙元起很肯定地说,“铀是自然界中能够找到的最重元素,这是毋庸置疑的。超过铀的元素因为大多数都不稳定,半衰期很短,所以在自然界基本上约等于不存在。要想发现和制取它们,只有通过人工核反应。”
关于超铀元素的提出,孙元起纠结了很长时间,因为制备超铀元素一般有两条途径:
第一条途径比较好实现,就是加速氘核来轰击铀238,从而获得了钚239。钚是原子序数为94的元素,这样一来,超铀元素的概念就得以证实。可是钚239裂变速度快、临界质量小、半衰期长,部分核性能比铀235还好,加上铀238在自然界储量又高,使得钚239一度成为早期核武器中最重要的核装料。二战末期投放在长崎市和广岛市的原子弹,都是使用钚239制作的内核部分。当然,有利就有弊,钚239的毒性非常大,生产成本也高,需要建造复杂的生产堆和后处理厂,才能实现工业化生产。
第二条途径最为人所熟知,即用中子轰击铀。用中子来轰击一种元素时,经常会使被轰击元素转变为原子序数比它大1的元素。这样一来,超铀元素就可以源源不断地被发现。但这里面却存在这两个问题。
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