新化学元素在实验室里合成
据2月1日出版的美国《纽约时报》报道,俄罗斯杜布纳核联合研究所和美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室科学家利用回旋加速器新合成了元素周期表上空缺的第115号和第113号
元素。这一成果已在新一期美国物理学会主办的《物理评论C》上发表。
通常科学家采用两种方法“制造”元素:一种被称为中子俘获反应———通过长期用中子照射铀元素而得到原子序数大于铀的元素;另一种方式称为带电粒子核反应———利用加速器产生的高速粒子轰击靶元素的原子核。此次合成115号和113号元素采用的是后一种方法。
对基础科学研究意义重大
迄今为止,排在元素周期表第105号元素之后的超重元素,在自然界中都很难出现,科学家们发现的一系列超重元素都是在实验室中合成的,它们往往在生成后极短时间内就衰变成原子量较小的其他元素。据中国科学院高能物理研究所赵宇亮研究员介绍,在实验室合成的极少数超重元素可能不会有什么日常用途,但超重元素合成的科学意义远远高于其实用意义。它能够帮助人们更多更深入地认识元素的起源,元素存在的极限等等。因为元素是构成的我们生存的这个世界的基本单元。
对这一新发现,美国俄勒冈州立大学洛夫兰博士评论说,新成果令人兴奋,它展现了合成更多超重元素的可能性。同时,115号元素的半衰期达到了毫秒量级,与已知的112号元素相比,115号元素的半衰期增长了约1000倍,该结果使科学家们对“稳定岛”假说有了更大的信心。多年的研究发现,随着原子序数的增大,原子核的存在寿命急剧下降。比如,92号铀原子核能够存在约40亿年,但112号元素只能存在0.00002秒。按照这个趋势发展下去,元素周期表很可能走到尽头。上个世纪60年代,科学家提出了一种叫做“稳定岛”的理论。这种理论认为,存在着一个区域,在这个区域内的超重元素是相当稳定的,它们的半衰期甚至可能达到1015年。
结果需进一步验证
赵宇亮研究员说,可重复性是科学最根本的一条准则。虽然很多专家对这一发现评价很高,但元素的合成通常需要独立的研究验证,也就是说,在其他实验室的重复试验完成前,还不能肯定是否真的发现了这两种新元素。
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