朋友們,這件事真的非常震撼,元素周期表里沒有的東西,我們居然能自己造出來。
記者從中國科學院近代物理研究所了解到,近日該研究所與合作伙伴組成的科研團隊,利用蘭州重離子加速器國家實驗室的裝置,首次成功合成了兩種全新核素——培-235及其阿爾法衰變子體镅-231。
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新聞里出現了一個有點小眾的詞核素。
它跟元素是什么關系?簡單說,元素管的是大類,核素管的是小類。
比如氫,是元素周期表里一個大的元素種類,但在它之下還分出好幾種更細的身份,這種細分的身份在科學上叫核素,也被稱為同位素。
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劃分邏輯是這樣的,元素按質子數來分類,而同位素則依據中子數來確定。
也就是說,主元素和它的同位素擁有相同的質子數,但中子數各不相同。
那么大類和小類之間到底有哪些區別?首先它們的化學性質基本相同,因為化學性質主要由原子核外的電子排布決定。
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但它們的物理性能會出現很大差異。
還是拿氫元素來舉例,它的同位素氘和氚,在充當可控核聚變燃料時表現就完全不一樣。
用氘做核聚變燃料,需要一億攝氏度左右的溫度就夠了,可換成氚,溫度就得拉到三億度以上,假如直接用氫來做聚變燃料,那么溫度門檻至少要三十億度起步。
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再比如碳的同位素,有碳-12、碳-13、碳-14等等,但真正能用于放射性年代測定的,只有碳-14。
看到這里,應該就能理解,雖然同屬于一種化學元素,可一旦核素不同,它所能起到的作用就完全不同了。
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而這一次,我們利用大科學裝置,在世界上首次于鐨元素之下創造出了新的同位素鐨-235,在镅元素之下創造出了新的同位素镅-231,這等于給地球帶來了此前不存在的物質。
特別需要說明的是,镅和鐨本身就不是自然界天然存在的,它們是人工合成出來的元素。
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其中鐨的產量極其低,全球累計加起來不足兩克,而且它的半衰期只有三百多天,非常難以保存。
所以現在制取出來的鐨,全部投入科學基礎研究,尤其是用于第四代核反應堆快中子堆的研究,意義重大。
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當然還包括新聞里提到的那些理解門檻更高的研究領域,比如這項工作為深入認識重核區原子核的核結構、衰變特性等,提供了非常重要的實驗依據。
镅的產量相對要高一些,但依然屬于稀缺物質,全球也就幾公斤的存量。
它同樣主要用于科學研究,比如研發一些高端的醫療儀器、特殊場合使用的探測器,以及部分特殊的軍事用途。
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之前曾經有過質疑的聲音,說花巨資建設大科學裝置是勞民傷財。
現在應該很清楚了,沒有這些科研利器,就不會有今天這樣領先世界的發現。
從元素周期表上那些早就被填滿的空格,到這一次我們又往未知版圖上推了一步,靠的正是這種對基礎科學不計短期回報的投入。
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