鋦
有趣的是,鋦并非居里夫婦發(fā)現(xiàn)的?,旣惡推ぐ?middot;居里的活力四射的二重唱發(fā)現(xiàn)了釙(84)和鐳(88),而不是鋦。
事實上,除了钅喜(106)這個可能的例外之外,沒有一個元素是用它的發(fā)現(xiàn)者的名字命名的,這取決于你如何定義“由……發(fā)現(xiàn)”。
一個原因是,這不是體育比賽。雖然科學家在很大程度上也像從事其他行業(yè)的人們一樣追求自我,有一些科學家還盡其所能地提升自己的形象,但是,看來這并非是他們能當眾做的事情。唐納德·特朗普(Donald Trump,美國地產(chǎn)大亨,行為招搖,爭儀頗多的暴發(fā)戶)可以把他的名字刻在他的建筑物上,但是任何科學家如果被發(fā)現(xiàn)試圖把自己的名字加在元素上面,他就會被羞辱并被趕出實驗室。(這樣的事情無論如何不可能發(fā)生,元素的命名必須得到國際純化學和應用化學聯(lián)合會的一個強硬的委員會的批準。)
而且,經(jīng)過像瑪麗·居里這樣的人在她的實驗室里苦干幾個月,直到把一種未知的物質(zhì)(鐳)濃集到能使她的燒杯和漏斗在黑暗中發(fā)光的程度(而且她的實驗室記錄本甚至食譜書都被污染,只得把它們存放在襯鉛的箱子里面)的時代以后,日子已經(jīng)又過了很久了。
自從緊隨著第二次世界大戰(zhàn)的曼哈頓計劃(曼哈頓計劃是第二次世界大戰(zhàn)中美國原子彈研制計劃的公開名稱)迎來了“大科學”時代以來,沒有一個元素是只由一個人發(fā)現(xiàn)的。那些都是集體的發(fā)現(xiàn),是由在幾個大研究單位中工作的幾十位科學家組成的團隊合作完成的,沒有辦法只挑選一個人用他的名字來命名元素。
鋦是由一個很大的團隊發(fā)現(xiàn)的,該團隊在格倫?西博格、拉爾夫?詹姆斯和艾伯特·吉奧索(Glenn T.Seaborg(1912-1999),美國核化學家,他領(lǐng)導的小組一共發(fā)現(xiàn)了十幾個新元素;Ralph A.James,西博格的同事;Albert Ghiorso(1915-2010),美國核物理學家,西博格的同事,蓋格計數(shù)器的發(fā)明者)的領(lǐng)導下,在美國加利福尼亞大學伯克利分校使用一臺60英寸粒子回旋加速器從事研究工作。
鋦僅有的幾個用途都與它極強的放射性有關(guān):便攜式阿爾法粒子源和所調(diào)的放射性同位素熱電偶發(fā)電機。后者利用放射性衰變所產(chǎn)生的熱能向儀器提供電力。這些儀器必須在遠離人類和其他電源的條件下長期工作,例如太空探測器之類的東西。
如果一個新元素要用某個人的名字來命名,解決辦法(钅喜又是一個例外)似乎是挑選一位已經(jīng)故去的重要人物,如居里夫婦。有時,新元素也會用發(fā)現(xiàn)它的地方命名,這多少為自我宣揚開了一扇小窗。如果你是一位加利福尼亞大學伯克利分校的頂級核科學家,你的名字盡人皆知,當你要命名一個元素時,例如锫(97),那么,與用你自己的名字命名相比,用你所在的發(fā)現(xiàn)這個元素的地方來命名是一件僅次于用自己的名字命名的好事情。而這就恰好發(fā)生在锫上面(第97號元素锫(berkelium)是用它的發(fā)現(xiàn)地伯克利(Berkeley)命名的)。
锫
锫的最長命的同位素锫-247的半衰期是1379年。這意味著如果我們有一塊1磅重的锫并讓它在那里放1379年,那么我們就剩下半磅锫。如果再讓它放1379年,那么我們就還有1/4磅锫,如此等等。
但是锫并非就此消失,它變成了镅(95),特別是同位素镅-243,后者的半衰期是7388年。在大約1萬年之后,這塊锫就大部分變成了镅,但這也只是暫時的。正當镅增加的時候,镅-243就又衰變成镎-239,而镎-239又很快衰變成钚-239,后者的半衰期是24124年。
在大約20萬年以后,大部分钚-239已經(jīng)衰變成鈾-235并在此停留極長的時間,因為鈾-235的半衰期長達7000萬年。但是最終再經(jīng)過幾個階段的衰變之后,最后的結(jié)果是5/6磅穩(wěn)定的第82號元素鉛的同位素——鉛-207。
那么另外的1/6磅哪里去了呢?請看第一次從锫-247到镅-243的衰變。镅比锫少2個質(zhì)子和2個中子,它的質(zhì)量數(shù)少了4(243對247),這意味著2個質(zhì)子和2個中子丟失了。在锫-247衰變的時候,以阿爾法粒子的形式射出2個質(zhì)子和2個中子,這就解釋了質(zhì)量丟失的原因。(物理學家稱為阿爾法粒子的東西就是化學家所稱的氦原子核。)
該衰變中的其他各階段,例如從镎-239到钚-239,只改變了元素的原子序數(shù)(質(zhì)子數(shù)),但沒有改變其質(zhì)量數(shù)。由于質(zhì)量數(shù)沒有改變,你可能會以為一個钚-239原子和一個镎-239原子的質(zhì)量是一樣的,但情況不是這樣的。事實上,钚-239的質(zhì)量要稍微輕一點點——在镎-239中多出來的那一點點質(zhì)量已經(jīng)按照愛因斯坦著名的公式E=mc2(即能量等于質(zhì)量乘以光速的平方)直接轉(zhuǎn)化成了能量。光速c是個非常大的數(shù)字,也就是說,很小的質(zhì)量就可以轉(zhuǎn)化為巨大的能量。
因此,答案就是失去的1/6磅已經(jīng)變成氦(2)(來自發(fā)射出的阿爾法粒子)和純能量的組合。(實際上,該能量意味著我們決不能把真實的1磅锫放在書桌上,那真是太危險了。)
事實上,锫還沒有什么實際用途。但出人意外的是,作為如此高編號的元素,锎還真有幾種真實的用途。