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CERNET第24届学术年会
选择字体:        发布时间:2011-04-13

119号元素:地球上的下一个新生

  人工合成新元素,科学家们通常采用这样的办法:经过分析计算“选出”两个相对较“轻”的元素,让它们的原子核相互高速碰撞。在这个过程中,有些就被撞得粉碎了,但也会有部分原子核由于相互撞击而“融合”到一起,“合成”为一个新的核。这正是我们所要的结果:一个新元素的诞生。

  我们以在德国重离子研究中心GSI 所做的合成112号元素(Cn)的实验为例,来说明这个合成过程。科学家把原子序数为30的锌原子设法变成离子,让它们成束,然后把它们注入GSI的120米长的粒子加速器内,沿直线方向加速到差不多接近“1 / 10光速”的速度,直接撞击在原子序数为82的铅制成薄靶上。两个原子高速碰撞的结果是多数都被粉碎了,但还有少量融合在一起形成新的原子,那就是原子序数为30+82=112的Cn。

  近年来,俄罗斯的科学家联合美国科学家也是用类似的方法,在它们的重离子加速器中相继合成了113、114、115、116和118号元素。

  合成新元素还有其他一些方法,限于篇幅我们这里就不一一介绍了。

  几率低、衰变快 “合成”新元素不容易

  合成新元素的原理,说起来并不复杂,然而要真正实现,当然并不容易。

  困难首先在于,每次碰撞实验真正能产生“融合”的机会很微小,给探测工作带来极大困难。科学家的任务就是设法做到“多产出”,以便能够把握这个新元素。

  其次,因为这些超重元素极易衰变,虽然科学家们试图努力地发现它们,也已经看见了一些结果,但是还不能说是稳定地抓到了,因为他们的半衰期太短。所以在指定的时间内得到这种新元素的数量非常少,也使得监测它们的仪器设备很难发挥作用。可以肯定一点,如果这些元素的寿命长的话,它们就应该存在于自然界,或者存在于宇宙线撞击地球的什么地方。

  第三,要有先进的监测手段。要监测得到,首先是要求仪器灵敏度高、响应时间特别快,同时,实验数据要能用于证明这肯定就是新元素周期表中那个期望中的“居民”。

  第四,还必须能重复地得到相同结果。未能重复就不算成功,等到新元素的发现的确被他人的实验重复,相关机构才承认它真实存在,才能命名。

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