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制成109号元素

书名:叶永烈科普经典阅读系列·极简趣味化学史作者名:叶永烈本章字数:1320更新时间:2024-06-11 11:05:08

1982年8月29日,一位留着络腮胡子、头发朝左梳的高个子,走上英国剑桥的科学讲坛。此人是联邦德国著名核物理学家,名叫P.安布拉斯特。他发布了震动世界科学界的新闻:联邦德国达姆斯塔特重离子研究所在1982年8月29日下午4时10分,发现了109号元素!

安布拉斯特说,他们是用人工合成的方法制得109号元素的—制得109号元素的一个原子,而这个原子仅存在千分之五秒的时间!

获得新元素的发现权,是科学上的莫大荣誉。一旦听说谁发现了新元素,科学家们总是“横挑鼻子竖挑眼”,要进行一番辩论、验证,才予以最后承认。这一次,联邦德国科学家们只制得新元素的一个原子,这原子又是“短命”的,能得到世界科学界的承认吗?

出人意料,由于那位“大胡子”在学术报告中所叙述的实验步骤无懈可击,所提供的数据、电子计算机的分析结果无可辩驳,因此,这个元素得到了国际科学界的承认。发现109号元素的桂冠,被联邦德国的科学家们夺走了!

他们是怎样制得那新元素唯一而又“短命”的原子的呢?

原来,他们以铋原子为靶,用加速了的铁原子的原子核进行轰击。铋是83号元素,铁是26号元素,它们“相加”,便成了109号元素:

83+26=109

不过,进行这一原子核“加法”,并不容易。联邦德国科学家们曾用铁原子核进行了几十亿次轰击,要么没有击中“靶”,要么劲儿太大,把铋原子轰成一堆碎片。

1982年8月29日,机会终于来了,有一个铁原子核,不偏不倚击中一个铋原子核,聚合在一起,形成了109号元素。这个新原子在千分之五秒之后,分裂了,射出一个氦核,蜕变成107号元素的原子。紧接着,这个原子又射出一个氦核,蜕变成105号元素的原子。新原子放射1个正电子,原子核中的1个质子转变为中子,于是再蜕变成104号元素的原子。这104号元素原子又大分裂,碎成两半……

但是,所制得的109号元素,只有一个原子。要发现、确定这个新元素的原子,是很不容易的。如同联邦德国重离子研究所所长普特里兹所说:“比如有一趟货车,一节节车皮拉的都是沙子,它的速度是1小时32千米。在一节车皮里,埋藏着一粒稍微不同寻常的沙子。我们探测器要完成的任务,就相当于在飞驰而过的这趟列车上找出那粒沙子。”

联邦德国的科学家用十分精密的方法,准确地测到了那唯一的109号元素的原子:他们设置了“重离子反应分选器”,犹如设置了哨卡。站在那儿执勤的“哨兵”是电场和磁场。只有按照一定速度运行的109号元素的原子,才得以“放行”,而其他元素的原子,休想通过这一“哨卡”。

通过“哨卡”的原子,撞击在一块硅片上。这时,硅片把这个原子的撞击位置以及能量记录下来。经过电子计算机计算,可以算出这个原子的质量,从而明确地查出这个原子的“身份”。

另外,联邦德国科学家还通过“探测器”,精确地测得了这个原子蜕变为107号元素—105号元素—104号元素……的整个蜕变过程。

所有这一切严格的测定和严密的实验,都清楚地表明:联邦德国的科学家确实制得了109号元素—虽然只制得了一个原子!

109号元素的制得,说明人类对化学的研究达到了一个崭新的水平。

1977年8月,国际纯粹和应用化学联合会无机化学组会议决定,从104号元素起,不再用人名或者国名来命名了,而是称为“×××号元素”。元素的拉丁文名称,也做了统一的命名规定。根据这一规定,109号元素的拉丁文名称为“Unnilennium”,化学元素符号为“Une”。