找来找去也找不到的元素,最后只能自己造,43号元素为何消失了?
上世纪初,一位科学家在化学元素和x射线之间发现了一些特别的联系,这个事实很快引起了科学界的关注,很快,有人便提出了同位素的概念,并且论证了化学元素基本都有同位素。
所谓同位素指的就是原子序数一样,但是本身所含的中子数不同的元素,它们相对于原来的元素就被称为同位素,在元素周期表当中是被放在一个位置上的。
而从同位素的角度来观察和寻找之后,科学家终于发现了43号元素的踪迹。
此时距离同位素概念的创造已经过去了二十多年,来自意大利的化学家卡洛·佩里埃和另外一位名叫米利奥·赛格累的核物理学家,在对一些粒子加速器样本进行鉴定工作的时候,发现了一些此前没有发现过的粒子。
经过他们的反复分析和确定,这种例子是通过轰击得到的,具体来说就是用中子轰击钼原子核,当钼原子核因为这种强力作用发生结构松动的时候,从外部就跑进去了一个中子,结果就是钼原子本身的质子数被改变,成为了一个新的元素,也就是我们的43号锝。
为什么难找
这种被称为锝的元素在现在的地球上可以说是少得不能再少了,属于是稀有元素的水平,虽然原理上讲我们可以在实验室中通过人为的技术手段获得,但是跟元素周期表上的其它元素相比,它确实是太难得了,这也是为什么科学家将其命名为锝的原因。
知道了它的存在,当然也就能够很快找出它的同位素,根据科学家的研究,这些锝同位素都有一定的放射性,但是半衰期并没有那么长。
我们知道核电站用来做核聚变反应的铀235是目前已知半衰变周期最长的化学元素,时长大概是7亿年左右,锝当然没有这么夸张,但是也只有400万这个水平,放在太阳系和地球的形成背景下,已经是非常短了,这也是为什么它很难被发现,毕竟已经衰变得差不多了,就算想找也很难。
锝跟铀之间还有一个对比,因为锝本身就是利用铀进行化学反应之后提取出来的,但是仅仅是1毫克的锝元素就需要用1吨以上的铀来做提取,其稀有程度显而易见。
那么锝难道在别的地方就找不到了吗?如果历史再多走一段时间,岂不是连仅剩的这一点点也都消失殆尽了,其实锝只是在地球上比较少,在其他地方还是能够找到很多的,比如恒星在某一个特定的时期就会有很高的锝含量,尤其是在红巨星阶段。
这个时候它们刚刚从主序期出来,因为物质变化剧烈,体积也随之发生膨胀,这个时候就会有大量附近空间中的中子被吸纳到其中,然后跟原本的元素发生反应,变成原子数更多的粒子,类似我们上面提到的粒子加速器当中发生的现象。
这个时候我们就会在红巨星上发现大量的锝元素,因为含量丰富,这个阶段的恒星甚至被称为锝星。但是因为它本身的半衰变周期相对就比较短,所以即便多,也逃不掉衰变结束,失去原有性质的命运。
锝虽然十分稀有,但是它在我们的实际生产中却有不少应用,比如它的同位素制成的过锝酸盐就是一种能够让钢材免于被侵蚀的物质,锝本身也被用来的进行燃耗测定,而在医学当中,它的用途就更多了,像是各种显像、功能诊断等都会用到。
结语
这样看来,锝的需求还不少,不过我们也说锝是可以人为生成的,虽然在自然条件下很难找到这种元素,但是如果工业和医学确实需要的话,还是有办法的,地球上找不到的43号元素,其实是可以出现在人类的实验室当中的。
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