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人工放射性元素

人工放射性元素,最初通过人工核反应合成而被鉴定的放射性元素。它们是104105106107108109号元素。

简介

最初通过人工核反应合成而被鉴定的放射性元素。它们是锝、钷、镅、锔、锫、锎、锿、镄、钔、锘、铹、104、105、106、107、108和109号元素。

发现

20世纪20年代末,由第1号元素氢到第92号元素铀组成的元素周期表只剩下43号、61号、85号和87号四个空位。人们用各种方法寻找这四种"空位元素"。[1]

1934年法国科学家F.约里奥-居里和I.约里奥-居里发现了人工放射性,为人工获得放射性元素开辟了道路。1937年意大利矿物学家C.佩列尔和美国物理学家E.G.塞格雷在加利福尼亚大学劳伦斯-伯克利实验室用回旋加速器加速的氘核轰击钼靶,.

通过下述核反应98Mo(d,n)99Tc 合成了锝,这是人类首次用人工的方法制造出来的元素。1940年美国科学家D.R.科森等用加速的α 粒子轰击铋靶,合成了85号元素砹。同年,美国化学家E.M.麦克米伦等发现了镎、G.T.西博格等发现了钚,开始了超铀元素的合成。

40多年来,已陆续合成了十几种超铀元素,进一步发展了元素周期系。人工放射性元素的发现和重要性质见表。

人工放射性元素1.png

来源

人工放射性元素是通过人工核反应合成的。合成的方式有:

① 反应堆中子辐照合成, 可合成的最重的核素是镄257,是唯一能获得可称量超铀元素的方法。

② 从辐照过的核燃料中提取, 核燃料在反应堆中经中子辐照发生裂变

反应,能产生大量裂变产物,锝和钷即可从中提取(见裂变产物化学)。

③ 用加速器加速粒子轰击合成, 粒子轰击由各种重元素制成的靶,通过核反应可合成绝大多数超铀元素。

人工放射性元素2.png

④ 热核爆炸合成,热核爆炸装置中的铀核在大约10-7~10-8秒的时间内, 多次俘获中子, 形成极富中子的铀同位素,再经一系列的β-衰变,即可得到重超铀元素。(见彩图)[2]

应用

金属锝及其合金在低温下是超导体,可用于火箭、计算机和受控热

核反应装置中。钷 147是理想的示踪原子,可用作纯β放射源,用钷制成的荧光物可用于航标灯,钷也是制作核电池的燃料之一。钚239可用作核燃料;其他超铀元素的应用有放射性示踪剂、核热源、核电池和中子源等方面。

参考来源