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                            超鈾元素為什么要人工合成
            
                        
            
                        【分類】化學(xué)
                        
            
                        
            
                        【答案】在化學(xué)元素周期表中，第92號(hào)元素鈾以后的化學(xué)元素稱為超鈾元素
            迄今所發(fā)現(xiàn)的絕大部分超鈾元素都是人工合成的放射性元素
            20世紀(jì)30年代，元素周期表中最后一個(gè)元素是鈾
            1934年美國(guó)科學(xué)家費(fèi)米認(rèn)為鈾不是元素周期表的終點(diǎn)，而存在原子序大于92的超鈾元素
            1940年，美國(guó)科學(xué)家麥克米倫等利用中子照射氧化鈾薄片，發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)人工合成的超鈾元素-93號(hào)元素镎，從此開始了人工合成超鈾元素的新時(shí)代
            緊接著美國(guó)化學(xué)家酉埔格又發(fā)現(xiàn)的第94號(hào)元素钚，他們兩人都因?qū)Τ櫾氐难芯亢桶l(fā)現(xiàn)而榮獲1951年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)
            后來發(fā)現(xiàn)，镎和钚在自然界中也存在，主要是在鈾礦中
            然而，天然鈾礦中的镎和钚含量極其微小，供研究和應(yīng)用的全部超鈾元素都由人工方法合成，其主要途徑有兩大類核反應(yīng)
            一類是中子俘獲反應(yīng)，利用鈾為起始核，通過一次或幾次俘獲中子的核反應(yīng)，再經(jīng)一次或幾次|3衰變，使鈾核電荷――原子序增加一或10幾，獲得超鈾元素
            例如核反應(yīng)堆中鈾經(jīng)中子俘獲和|3衰變生成钚，再進(jìn)而生成95號(hào)元素镅和96號(hào)元素鋦等；核爆炸時(shí)極高通量的脈沖中子使鈾多次俘獲中子，并連續(xù)多次|3衰變，生成比鈾原子序大許多的超鈾元素，直到99號(hào)元素锿和100號(hào)元素鐨
            另一類是帶電子粒子核反應(yīng)，加速器產(chǎn)生的高能粒子轟擊做為靶子的元素，形成激發(fā)態(tài)的復(fù)合核，然后失去一定數(shù)目的中子，即合成比做為靶的元素更重的元素
            例如，用加速到85兆電子伏的氮離子轟擊60微克的锎-294靶，制得第105號(hào)元素
            人工合成超鈾元素，原子序越大，自發(fā)裂變幾率越大，半衰期越短
            101號(hào)元素锎同位素中半衰期最長(zhǎng)的為56天，而106號(hào)和107號(hào)元素半衰期不到一秒，這給重元素的人工合成的鑒定帶來很大困難
            目前，世界上人工合成钚每年達(dá)數(shù)噸，镎、镅、鋦年產(chǎn)量達(dá)數(shù)公斤，锎僅為數(shù)克，對(duì)原子序大于100的元素合成，產(chǎn)物少得可憐，一次實(shí)驗(yàn)往往僅能產(chǎn)生幾十個(gè)甚至幾個(gè)原子
            例如，1955年第一次合成鍆時(shí)，用a粒子轟擊第99號(hào)元素锿-253原子，三個(gè)小時(shí)才產(chǎn)生1個(gè)鍆-256原子
            好在科學(xué)家們已經(jīng)掌握了非常高超的輻射探測(cè)技術(shù)和儀器，他們?cè)趦x器上裝了一個(gè)謦鈴，只要有一個(gè)鍆原子生成，它衰變時(shí)放射出的標(biāo)識(shí)輻射就會(huì)使警鈴發(fā)出很響的聲音，證明它的存在
            從1940年以后，已經(jīng)用人工合成的方法制得了從第93號(hào)到109號(hào)的17個(gè)超鈾元素，約160多種同位素，其中美國(guó)、前蘇聯(lián)和歐洲的一些科學(xué)家做出的貢獻(xiàn)最多
            人工合成的超鈾元素對(duì)核能的發(fā)展和利用有重要意義，钚一293是核反應(yīng)堆和核電站的重要燃料，钚-238用于制造心臟起搏器，锎-252是理想的自發(fā)裂變中子源
            此外，人工合成超鈾元素對(duì)探索元素起源、擴(kuò)展元素周期表、研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和星體起源和天體演化等都有重要意義
            
                        
            
                        
                    
            
                
            
            
            
        
            
        
        
        

            
    
    
    
    

            

        
    
            

            
            
        
            
        
        

            
    
            
        
            
            
            
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