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    第99號元素锿基本化學性質首次揭示 2021-02-10

      據《自然》網站報道,美國研究人員首次揭示了元素周期表中最神秘且最重的元素之一——锿的基本化學性質。這一成就使化學家們離發現所謂的“穩定島”更近了一步?!胺€定島”意味著元素的維持時間足以進行研究和使用。

      1952年,美國能源部在首次氫彈試驗中發現了锿。該元素并非自然存在于地球上,只能通過專門的核反應堆微量生產。锿也很難與其他元素分離,具有很高的放射性并迅速衰變,這使得研究锿極為困難。

      美國加州大學勞倫斯·伯克利國家實驗室研究人員造出了233納克純锿樣品,并進行了自上世紀70年代以來的首次實驗,由此發現了該元素的一些基本化學性質。

      研究人員測量出了锿的化學鍵長度(兩個鍵原子之間的平均距離),這是一種基本的化學性質,可以幫助科學家預測其將如何與其他元素相互作用。他們還發現,锿的鍵長與錒系元素的總體趨勢背道而馳。這是過去理論上已經預測過的,但從未在實驗中被證明。

      與其他錒系元素相比,锿暴露于光線時的發光能力也大不相同,研究人員將其描述為“前所未有的物理現象”,需要進一步實驗以確定原因。

      锿是通過用中子和質子轟擊目標元素鋦以制造更重元素時生成的。研究小組在美國橡樹嶺國家實驗室使用了一個專門的核反應堆,這是世界上少數可以制造锿的地方之一。

      然而反應的目的是制造锎,極少量的锿只是反應的副產品。由于兩種元素很相似性,要從锎中提取純锿樣品極具挑戰性。研究人員最終僅得到微量的锿-254樣品,這是其較穩定的同位素之一。

      新研究使將來制造锿變得更容易,從而有望用锿作為目標元素來創造更重的元素。對于某些化學家而言,最終目的之一就是發現半衰期更長的假想超重元素。锿-254的半衰期約為276天,與半衰期最多只有幾微秒的其他重元素相比,它們就好像處在“穩定島”上。

      锿-254會衰變為锫-250,后者會發射有害的伽瑪射線。洛斯阿拉莫斯國家實驗室的研究人員為此設計了一種特殊的3D打印樣品架,以容納锿并保護伯克利實驗室的科學家免受這種輻射。但研究人員稱,它一直在衰減,每個月都會損失7.2%的質量。



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