第一个人造元素
我们都知道元素周期表是门捷列夫的天才杰作。当年门捷列夫给出了一份自己研究的元素周期表，并成功预言了元素周期表中“空缺”的元素。后来随着20世纪的现代物理以及化学的飞速发展，人们对物质的认知水平有了很大的提升。随着科学的发展进步，元素周期表越来越壮大，几年前科学家宣布最新的116号元素已经得到验证。在元素周期表的后一部分，很多元素其实都是自然界里没有的，而是科学家在实验室里“研制”出来的。人造元素的出现极大地丰富了元素的数量，为进一步科研和生产提供了强有力的支持，是近代科学的重大成就。而在这个过程中，法国的两个科学家成功地走出了第一步。用过算盘的人都知道，做加法时候只消把算盘珠朝上一拔，就加上了1。可是，我们要往一个原子核里加一个质子或别的什么东西，那可就是非常不容易的事情了。从1925年起，整整经过9个年头——直到1934年，法国科学家弗列特里克·约里奥·居里和他的妻子伊伦·约里奥·居里（他们分别是伟大的居里夫人的女婿和女儿）才成功研究出进行原子“加法”的方法。这对夫妇也凭借在科学研究中的杰出成就而荣获诺贝尔奖。当时，这对夫妇正在巴黎的镭学研究院里做研究工作。他们发现，有一种放射性元素——84号元素钋的原子核，在分裂的时候，会以极高的速度射出它的“碎片”——氦原子核。而参看元素周期表就知道，在氦原子核里，含有2个质子。于是，他们就用氦原子核作为“炮弹”，去向金属铝板“开火”。嘿，出现了奇迹，铝竟然变成了磷！铝，银闪闪的，是一种金属，磷，却是非金属。铝怎么会变成磷呢？从元素周期表看，铝是13号元素，它的原子核中含有13个质子。当氦原子核以极高的速度向它冲来时，它就吸收了氦原子核。氦核中含有2个质子。13+2=15，于是形成了一个含有15个质子的新原子核。我们赶快来查看元素周期表，果不其然，15号元素就是磷！就这样，铝跟变戏法似的，变成了另一种元素——磷！此后不久，美国著名物理学家劳伦斯发明了近代科学研究的重要“利器”——凹旋加速器。在回旋加速器中，可以对一些原子核进行加速，使之获得能出膛“炮弹”似的以极高的速度向其他原子核进行轰击。这样一来，就为人工制造新元素创造了更加有利的条件，劳伦斯也因为做出的杰出成就而获得了诺贝尔物理学奖金。
1937年，劳伦斯在回旋加速器中，用含有1个质子的氘原子核去“轰击”42号元素——钼，结果制得了第43号新元素。鉴于前几年人们接连宣称发现失踪元素，而后来又被一一推翻，所以这一次劳伦斯特别慎重。他把自己制得的新元素，送给了著名的意大利化学家西格雷，请他鉴定。西格雷又找了另一位意大利化学家佩里埃仔仔细细进行分析。最后，由这两位化学家向世界郑重宣布——人们寻找多年的43号元素，终于被劳伦斯制成了。这两位化学家把这新元素命名为“锝”，这在希腊文里的意思是“人工制造的”。
锝，成了第一个人造的元素！
当时，他们制得的锝非常少，总共才一百亿分之一克。后来，人们进一步发现：锝并没有真正地从地球上失踪。其实，在大自然中，也存在着极微量的锝。1949年，著名的美籍华人女物理学家吴健雄以及她的同事从铀的裂变产物中，发现了锝。据测定，一克铀全部裂变以后，大约可提取26毫克锝。另外，人们还对从别的星球上射来的光线进行光谱分析，发现在其他星球上也存在锝。
正是通过这些不懈的努力，锝“羞答答”的真面目，终于被人们弄清楚了。它是一种银光闪闪的金属，具有放射性，它十分耐热，熔点高达2200℃。而且更为有趣并极具价值的是，锝在-265℃时，电阻就会全部消失，变成一种没有电阻的金属！后来，科学家们又先后研制出了很多人造元素，元素周期表到底有没有一个“尽头”？最大的一号元素会是什么呢？让我们拭目以待！
追踪第93和第94号元素
铀在元素周期表上排在第92位，它是自然界中存在的元素中序数最靠后的，也是最重的。铀元素发现以后，许多科学家试图合成排在铀之后的元素。1941年1月，美国物理学家特纳发表了一篇论文，题目为《来自铀238的原子能》。他认为，大部分铀238的裂变能量即使不能直接利用，也可能间接利用。其原因在于用中子轰击铀，存在把部分铀转变为铀之后的元素的这种可能性。当铀238的一个原子俘获一粒中子后，就成为同位素铀239。这种物质也可能裂变，但是无论铀239裂变与否，它在能量上都是不稳定的，很可能由于放射出β粒子而衰变为几种比铀重的新元素，这些新元素中的一种或几种可能由于中子产生裂变，这就使铀238间接地得到利用。
在元素周期表中，铀后面第一个元素应是第93号元素，特纳认为第93号元素可能衰变成第94号元素。第94号元素在吸收一个中子时，比轻一点儿的铀同位素更可能产生裂变，因此推测它具有更大的裂变截面。
自从美国科学家费米寻找铀后元素失败后，有许多核物理学家参与到探索铀后元素的研究中来。1939年当德国化学家哈恩发现裂变的消息传到美国后，伯克利人麦克米伦利用劳伦斯的回旋加速器，来探索在裂变发生的同时到底有没有铀后元素产生。经过几个月的努力，他发现在铀核反应中，有一种半衰期为23分钟的产物可能是铀239，另外，有一种半衰期为2．3天的物质可能是第93号元素。
1940年春天，在实验物理学家的帮助下，麦克米伦证实，随着半衰期为23分钟的铀239的放射性活动的衰减，半衰期为2．3天的物质的放射性活动逐渐增强。这种半衰期为2．3天的元素就是第93号元素，他将它命名为镎。接着，麦克米伦发现镎不稳定，放射出β粒子而衰变，其产物可能是第94号元素。他猜测第94号元素也像铀239一样，天然地放射α粒子。在1940年秋天，他终于证实了有一种放射α粒子的物质不是镤、铀或镎的同位素，它很可能是第94号元素。他准备进行科学分离。就在这关键的时候，美国国防研究委员会在麻省理工学院建立了一个大实验室。赞助人想请美国最负盛名的实验物理学家劳伦斯去当实验室主任。但劳伦斯不想离开伯克利，于是他说服手下最能干的麦克米伦去麻省理工学院。麦克米伦走后，他的同事西博格以麦克米伦合作者的身份进行第94号元素的分离工作。
西博格决定采取两个途径：一是致力于研究已发现的一种强烈的α粒子放射物，希望能证实它就是在化学性能上与任何已知其他元素不同的第94号元素的一种同位素。与此同时，他们还准备大量生产镎239，研究它的衰变产物是否为第94号元素，并试图测定这种物质的裂变可能性。1941年1月9日，西博格把10克六水硝酸双氧铀放在152厘米的回旋加速器中进行6小时的轰击。第二天早晨，他们又对另外5克轰击了1小时。到了下午，他们通过电离室的测定知道，他们可以通过回旋加速器的轰击得到第94号元素。他们计算出每1千克的六水硝酸双氧铀经过适当的辐照，可以由镎经过一段时间的β衰变得出0．6微克（百万分之一克）的第94号元素。
1月20日，西博格找到了镎238放射出β粒子后的产物。要确切地证明它就是第94号元素，需要进行化学分离。2月23日下午，西博格的助手沃尔发现，他可以用钍为载体把这种α粒子放射物从酸溶液中沉淀出来，不过他却不能把它与钍分离开。他向伯克利的一位化学教授请教，这位教授建议采用一种更强的氧化剂。
当天晚上，沃尔试验用新的氧化剂分步沉淀，获得成功。钍从溶液中沉淀出来，而那种α粒子放射物则有足够的数量留在溶液中。实验至此，他们已将α粒子放射物与任何已知的元素分离开。因此可以断言，这种α粒子放射性是来自第94号元素。
接下来，西博格又使用回旋加速器轰击1千克六水硝酸双氧铀，结果得到微量的镎239。对它进行浓缩后，放在一个小碟中，让它完全衰变成第94号元素。西博格将这种新元素称为“钚”。接着，西博格又通过实验证实钚239可由慢中子产生裂变。
科学上的突破常常有赖于科学家的献身精神。西博格整天夜以继日地做实验，终于提炼出200毫克钚的样品，可是由于上呼吸道感染与过度疲劳综合症使他的高烧老是不退。无奈，他只好脱离工作岗位，去疗养一段时间。
苦心人，天不负。1951年，西博格和麦克米伦因发现了镎和钚一同荣获诺贝尔化学奖，他们的辛勤耕耘终于有了令人羡慕的收获。由此开辟了超铀元素化学新领域，为延长元素周期表作出了开拓性的贡献。
钚的发现，为原子弹的研制开辟了另一条途径。