研究证实,理论元素 115 确实存在

研究证实,理论元素 115 确实存在

在元素周期表的右下角,有几个方框,插画家们通常把它们涂成灰色。国际纯粹与应用化学联合会完全省略了这些方框,因此他们的元素周期表看起来有点缺口。这些方框代表的是 IUPAC 尚未确认确实存在的元素。

现在,一组新的实验支持了其中一种元素的发现。一个国际物理学家团队在德国的 GSI 加速器中合成了一种含有 115 个质子的元素。这并不是研究小组第一次合成这种元素,它的临时名称是 ununpentium(拉丁语中的“一一五”,加上“-ium”)。一个由俄罗斯和美国科学家组成的团队在 21 世纪初首次合成了 ununpentium,并于 2006 年发表了一篇关于它的论文。然而,当时,IUPAC 并不认为这有足够的证据来正式承认或命名 ununpentium。新的 GSI 研究是朝着官方认可迈出的又一步。

为什么我们会说人类“合成”或“制造”了超重元素,而不是说人类“发现”了它?因为,与其他超重元素一样,超重元素只有在人类进行实验创造时才会存在。它是一种完全合成的元素(超重元素:元素:涤纶:织物?)。你也不能在实验室里随便制造它。铀是地球上自然存在的最重元素,含有 92 个质子,要制造比铀更重的元素,需要聚变反应、核反应或其他高度专业的化学反应。在超重元素诞生之前,GSI 加速器已经创造了六种质子数比铀更多的合成元素。

为了制造超重元素,GSI 的物理学家团队用钙离子轰击了一层薄薄的镅薄膜(另一种合成元素,有 95 个质子),而钙离子每个有 20 个质子。轰击使镅原子核与钙原子核融合,形成一个新的、单个的、有 115 个质子的原子核。(请参阅 GSI 的“新元素”网页上非常有教育意义的 GIF。)与所有超重合成元素一样,超重元素衰变很快。研究人员在 2006 年宣布时制造的超重元素原子仅持续了 30 到 80 毫秒。

据瑞典隆德大学称,IUPAC 成员现在将审查 2006 年研究的最新确认结果,并决定是否足以让超奔腾获得官方认可。隆德研究人员领导了 GSI 最近进行的超奔腾实验。与此同时,隆德团队已在《物理评论快报》杂志上发表了他们的研究成果。

美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室称,除了证实化学领域的酷炫理论外,合成元素的研究还能帮助研究人员更深入地了解裂变过程。然而,即便是未来最先进的发明,你也不太可能看到超奔腾。到目前为止,科学家只发现了质子数为 100 个左右或更少的合成元素的实际应用。

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