书城科普读物世界大发现纪实系列丛书-自然世界的奇迹(中)
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第23章 从95号到100号元素

人们继续努力去寻找94号以后的超钚元素,用人工方法又制得了镅、锔、锫、锎等。这些元素都是自然界里所没有的。

1944年,西博格、詹姆斯和吉奥索用质子轰击钚原子核,先制得了第96号元素,取名为“锔”。锔的希腊文意思是“居里”,是为了纪念居里夫妇的。

锔是银白色的金属,也是放射性元素。它射出来的能量很大,使锔的温度可升高到1000℃。在人造卫星和宇宙飞船中,常用锔来做热源,也用做长寿命、结构紧凑的能源。

锔有8种同位素,锔245是寿命最长的一种,半衰期500年以上。锔是裂变物质,可用来制造有特殊用途的超小型原子反应堆和原子弹。

1945年,西博格、詹姆斯、汤普森和吉奥索用同样的方法又制得了第95号元素,他们命名它为“镅”。镅希腊文是“美洲”的意思,用来纪念发现的地点美洲。

镅是银白色的金属,很柔软,可以拉成丝,也可压成薄片。镅有十种同位素,有1种镅243,寿命最长,半衰期约1万年。镅242是裂变物质,用来制造超小型原子反应堆和原子弹。

我国用人造元素镅241制成了一种离子感烟报警器,它是利用镅241自动放出α射线的特点,做成电离室,使空气电离,形成离子电流。当火灾产生的烟雾飘进电离室时,离子电流发生变化,使和它相连的报警系统发出火灾警报。这种报警装置体积小,不污染环境,灵敏度高。利用镅241还可制造监测温度、毒气等的仪器。

人造元素都能放出不同的射线,是良好的辐射源。例如,镅241放出γ射线,可以做γ射线源,用来测定痕量元素、分析溶液等。

1949年,美国科学家汤普森、吉奥索和西博格用人工方法轰击镅241,制得了第97号元素,他们命名它为“锫”。锫是从“贝尔克利”转化来的,因为它是在美国加利福尼亚贝尔克利城的回旋加速器帮助下制成的。

锫是放射性金属元素,寿命很短,到目前为止所得到的锫的同位素的半衰期不超过几小时,因此应用就困难了。

1950年,美国科学家汤普森、小斯特里特、吉奥索和西博格用α粒子轰击锔242,制得第98号元素,他们命名它为“锎”。锎是从“加利福尼亚”得名的,它是在加利福尼亚州制得的。

锎有11种同位素,其中锎249、锎251、锎252、锎254等4种同位素比较重要。最引人注目的是锎252,它在原子核裂变过程中,会自动地放出中子,因此它被用做最强的中子源。每1微克(1微克=0.000001克)锎252,每秒钟能自动地释放出1.7亿个中子,同时放出大量的热。

锎252也是很好的核燃料。锎252发生爆炸所需要的最小质量只有1.5克。也就是说,只要有绿豆那样小的一点儿锎,就可以制造微型原子弹。

锎246的半衰期只有35小时,而锎252的半衰期是2.65年,它能自动地放出大量的高能中子。锎252是一种得天独厚的中子源,是任何反应堆所望尘莫及的。中子照相是一种新发展起来的无损检验方法,既可以检查机械部件的内部有无缺损,还可以用作医院临床诊断,比X光照相辨别更为明晰。

锎252做中子源,可以用于中子活化分析。这是一种灵敏而快速的物理分析法,在几分钟内可以分析出一百万分之一到一亿分之一克的痕量元素。在考古工作中,用中子活化分析法,可以判断古代文物的年代和其他特征,对被照射过的古物没有损害。

利用锎252中子源可以测定石油油井出油层和水层的界面,也可以测量土壤湿度、地下水的分布等情况。英国、日本等国已开展中子治疗癌症,疗效比X射线和γ射线更好。

人工制造锎,工艺复杂,产量极少,成本昂贵,应用上就受到了限制。目前世界上每年只制得锎几克。价格用微克来计算:每0.1微克锎价100美元,每克锎价格就是10亿美元。可以说,锎是世界上最昂贵的金属了。

人们继续寻找超钚元素。第99号、第100号元素还没有制得以前,却在一次爆炸试验中无意被发现了。那是在1952年11月,美国在太平洋马绍尔群岛的一个珊瑚岛上空爆炸了第一颗氢弹。这次是利用氘聚变成氦时所释放的巨大能量进行爆炸的。爆炸的威力相当于1000万吨TNT炸药,是在广岛爆炸的那颗原子弹爆炸力的500倍。这次爆炸是那样厉害,竟把那个小岛炸个精光。

科学家收集了附近爱尼维托克环形岛上约1吨珊瑚,对它进行了大量化学处理以后分离出了微量的锿253同位素(第99号元素)和镄255同位素(第100号元素)。

1952年,美国的吉奥索等人用人工制得了锿元素,锿的原意即“爱因斯坦”,是为了纪念美国著名科学家爱因斯坦。

1953年,美国的吉奥索等人用人工制得了“镄”元素,镄的原意是“费米”,是为了纪念意大利科学家费米。