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一六六、醉后无心怯路歧
一六六、醉后无心怯路歧
“超铀元素(transuranicelement)?”
对于实验室同事来说,元素element一词自然是耳熟能详;但transuranic无疑是个新词,引得大家一片议论。e^看
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:trans,这个词tou表示跨越、超过的意思,比如translation、transportation等;uranic,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chu来后,化学家一直在吃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he反应。”
关于超铀元素的提chu,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he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,bu分hexing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he武qi中最重要的he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hebu分。当然,有利就有弊,钚239的毒xing非常大,生产成本也高,需要建造复杂的生产堆和后chu1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zhong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。^^<!-br->诺书网<!但这里面却存在这两个问题。
首先现在还没有发现中子。中子倒不难发现,尤其是现在粒子加速qi被发明之后,只要用它来加速α粒子,然后轰击铍、硼或锂这些较轻的元素,就可以获得中子。尽guan单独存在的中子不稳定,平均寿命只有大约16分钟,却足以用来zuo很多事了,比如加速后轰击铀。
其次是一旦用中子轰击铀,除了chu现新元素之外,最有可能chu现的现象就是he裂变he裂变既是一个极复杂的he过程,又ju有重大的实用价值,一旦公开,就会引发全世界的关注。当年铀he裂变的假说一经提chu,世界上所有的wu理实验室立刻沸腾起来,迅速对这一现象展开了jin张的研究。在不到一年的时间里,发表的有关he裂变的科学论文就达到了一百多篇,这在wu理学史上是没有前例的。既然大家全神贯注研究he裂变,那链式反应必然要被发现,he武qi也就呼之yuchu了。
当然,从发现链式反应到实现可控链式反应,可不是一蹴而就的,用它来制造he武qi更是难于上青天。因为最初,所有在实验室进行的研究工作都是利用铀235来实现可控链式反应。铀235是一zhong稀有的同位素,在天然铀中的han量只有0。7。要实现he爆炸,可能需要几公斤到几十公斤纯度90以上的铀235。在1940年之前,人类从未获得过哪怕是超微量的纯铀235,要生产chu以“公斤”计的这东西来,不啻是天方夜谭
这两方面的利弊,孙元起权衡已久。此时提chu“超铀元素”的概念,却是心中已经拿定主意:“之前,我们用氘he照she1钼,发现了第一zhong人造元素锝。同理,如果我们用氘he照she1铀,会不会产生新的元素呢?我想,答案应该是肯定的
“在发现锝元素之后,肯定也有很多人想过用氘he照she1铀,但迄今没有任何结果报告chu来。为什么呢?这里面的原因大家都能想到,首先是铀很珍贵,普通人没有能力来zuo这个实验;其次,用氘he照she1铀之前,必须用大型粒子加速qi来加速,才可能获得的结果。这样的加速qi,yan下只有我们元素实验室才有,这就给了我们一个机会,相信只要大家克服样本质量小、分离难度大等难关,一定会有所发现”
为什么xielou第一zhong方法呢?孙元起有自己的考虑:
在发现he裂变之前,钚的某些特xing并不会引起研究者太大的关注。再者,提纯钚239实现工业化生产,需要建造复