合成元素
銅臭 / 2022-08-12
人工核反應(yīng)的廣泛研究，使得周期表中長久留下的空格得以填滿，而人工放射性又使得超微量的存在也能借助于較體加以檢定。
1.超鈾元素的合成
超鈾元素的人工合成是從1940年開始的。麥克密侖(McMil-lan)和阿倍爾孫(Abelson)用中子照射鈾238,得鎿239,具有半衰期2.3天的β放射性。同年，西保格(Seaborg)等用氘核射擊鈾238而獲得鈈238,但是最重要的鈈239同位素是由西保格等在次年用中子射擊鈾238而發(fā)現(xiàn)的。
合成超鈾元素時(shí)所應(yīng)用的原子核反應(yīng)類型，主要有四種:
(i)中子射擊，產(chǎn)生(n, r)型蛻變，然后由于新核射出β質(zhì)點(diǎn)而增加核荷數(shù)，即得原子序較大的元素。
(ii)用人工α粒子流射擊，進(jìn)行(α, n)型或(α, 2n)型蛻變，從而獲得原子序增加2的新元素。
(iii)放母核在原子堆中，使中子連渡射進(jìn)核中，產(chǎn)生例如(14n, 5β)型的蛻變，由此得到原子序增加5的新元素。
(iv)用人工加速的C??離子(碳核)流射擊母核，戶生如(C, 3n)型的概變，得出原子序增加6的新元素。
超仙元素的合成方式根多，并且各個(gè)元索的同位案也很多，例如鈈有12 個(gè)放射性同位素，其申以鈈239為最重要，它是α放射體，半襄期24, 360年。最長壽命的是鈈244,半囊期在10?年以上。個(gè)僅舉出若干同位素的合成，共中包括了由93玉102號(hào)元素的合成鑠種新元案都用底線劃出。
西保格于1955年合成們，鍆是第101號(hào)元素。用41兆電子伏特的人工α質(zhì)點(diǎn)流射擊99號(hào)鎄253的核(10?個(gè)原子)，得到17個(gè)鍆256的原子。鍆256的放射性是K電子伴獲，牛衰期是0.5小時(shí)。們的化學(xué)檢定，系根據(jù)離子交換柱中的淋洗程序，即按著101號(hào)鍆、100號(hào)鑽和09號(hào)鎄的程序而先后淋 洗下來。“鍆(Mendelevium)" 是用來紀(jì)念周期律發(fā)現(xiàn)者門捷列夫的。
102號(hào)元素錯(cuò)(Nobelium)是西保格等在1958用¹²C射擊鋦246而獲得的，其質(zhì)蛋數(shù)為254,有α放射性，半襄期為3秒。
1961年，基奧索(Ghiorso)等用10B或1IB射擊銅，制得103號(hào)元素端(Lawreneium),質(zhì)量數(shù)257,放射a粒子，半襄期8秒。
2.鎿放射系
三個(gè)天然放射系的“始祖”(最初母核)是鈾238、鈾235和釷232,它們的半夜期都和地殼年齡屬于可比擬的數(shù)量級(jí)(在±1個(gè)數(shù)量級(jí)之內(nèi))。在每個(gè)系中，所有的核質(zhì)量相差都是4或4的倍數(shù)，因?yàn)槊恳淮?alpha;蛻變導(dǎo)致質(zhì)量差4,而β蛻變不影響質(zhì)量數(shù)，故有表27-11所示的規(guī)律性。
由此自然發(fā)生一個(gè)問題，是否有“4n+1" 的放射性系存在?超鈾元素鎿的一速串的就變，也形成一個(gè)放射性系，叫做鎿系，母核為Np²³?,在系中所有的核具有質(zhì)量數(shù)4n+1,正好作為27-11表的補(bǔ)充。
表27-11 天然放射性系的質(zhì)量數(shù)
| 放射性系 |
最初母核 |
系內(nèi)各核的質(zhì)量數(shù)
（n=整數(shù)）
|
|
釷
鈾
錒
|
Tn²³²
U²³?
U²³?
|
4n
4n+2
4n+3
|
鎿放射系的蛻變過程見表27-12。這個(gè)系不以穩(wěn)定性鉛同位素為終點(diǎn)。
而以穩(wěn)定性鉍209同位素為最末的一個(gè)成員。由于鎿237的半衰期(2.20×10?年)比地殼年齡小三個(gè)數(shù)量級(jí)，因此鎿在地殼中只有極微量存在。
根據(jù)超鈾元素各種同位素的衰變特征，可以把它們歸納到四個(gè)放射性大 系中，即釷系(4n)、 鎿系(4n+1)、 鈾系(4n+2)錒系(4n+3)。例如，Md²??、Cf²??、Cf²??等經(jīng)過若干衰變后接入釷系; Cf²?³、 Bk²??、 Cm²?¹等——鎿 系; Fm²??、Es²??、Es²?? Bk²??一鈾 系; Es²??、Es²??等——錒系。
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