鈾元素
歷史
對於原子序數超過鈾的元素——超鈾元素——的研究早在1934年就開始了。費密在義大利以一種新發現的叫做中子(見第
七章)的亞原子粒子來轟擊元素時,常把該元素轉變成原子序數
比它大1的元素。難道鈾能造成93號元素——一種完全人工合成
的元素?當時人們認為這種元素在自然界中是不存在的。費密小
組繼續以中子轟擊鈾並得到他們認為確實是93號元素的產物,稱
之為鈾X。
1938年,費密因為研究中子轟擊而獲得諾貝爾物理學獎。當
時,他對這項發現的真正意義,或這項發現對人類將會產生的後
果,甚至連想也沒有想過。像另一位義大利人哥倫布一樣,他所
發現的雖然不是他本來想找的東西,但重要性卻遠遠超過他當時
所能想像到的。
在這裡只要指出一點就夠了,人們在錯誤的道路上進行了一
系列追索之後,終於發現費密所做的並不是創造了一種新元素,
而是把鈾原子分裂成兩個大致相等的部分。當物理學家在1940年
又著手研究這個過程時,93號元素的出現幾乎可說是實驗的偶然
結果。以中子轟擊鈾得到的混合物元素中,有一種起初無法辨認
的元素,使加利福尼亞大學的麥克米倫漸漸明白,也許核裂變放
出來的中子把鈾原子轉變成原子序數更大的元素,這種推測正如
費密所希望發生的一樣,麥克米倫和艾貝爾森後來證明這個未鑒
定的元素,事實上就是93號元素。證實這個元素件在的證據是它
在放射性方面所具有的特點,這是後來新發現的所有元素的共同
情況。
麥克米倫認為另一個超鈾元素也許與93號元素混在一塊。化
學家西博格與他的同事A.C.沃爾和甘迺迪一起實驗,不久便證
實了這項推測,這個元素就是94號元素。
一度被認為是周期表的最末一個元素的鈾,由於是以那時新
找到的行星天王星來命名的,故93號、94號元素也是以後來找到
的海王星和冥王星來命名:它們分別是鎿和鈽。後來因為發現鈾
礦里存有少量的鎿和鈽,這樣鈾畢竟不是最重要的天然元素了。
西博格和加利福尼亞大學的一個研究小組,其中有傑出的吉
爾索,他們一個接著一個繼續製造出更多的超鈾元素。1944年,
他們以亞原子粒子轟擊鈽,產生了95號和96號元素,並分別命名
為鎇(是以美國這個名字來命名的)和鋦(是以居里夫婦來命名
的)。當他們製造出足夠量的鎇和鋦時,再以中子來轟擊這些元
素,於 1949年成功地製造出 97號元素。1950年製造出 98號元
素。它們分別被命名為錇和鐦,是以伯克利和加利福尼亞州來命
名的。1951年,西博格和麥克米倫以這一連串的成就而獲得了諾
貝爾化學獎。
接下來的元素則是在更加災難性的情況下被發現的。99號和
100號元素是在 1952年11月太平洋第一顆氫彈爆炸時發現的。
雖然在爆炸碎片裡檢驗出這些元素的存在,但是卻一直到1955年
加利福尼亞大學的研究小組在實驗室里造出這兩種少量元素之後,
才被肯定與命名。為了紀念數月前逝世的愛因斯坦和費密,命名
為鑀和鐨。然後這個研究小組又以中子轟擊少量的鑀並生成101
號元素。為了紀念門捷列夫,把它稱為鍆。
接著加利福尼亞大學和瑞典的諾貝爾研究所共同合作。諾貝
爾研究所用一種特別複雜的轟擊方式產生了少量的102號元素。
後來為了對該研究所表示崇敬之意,把它命名為鍩。此後用別的
方法而不是諾貝爾研究所最先採用的方法也得到了這個元素,以
致在錯正式被接受成為這個元素的名字之前,又拖了一段時間。
1961年,加利福尼亞大學檢驗出103號元素的一些原子,為
紀念剛剛去世的勞倫斯而命名為鐒。1964年,蘇聯弗勒羅夫領導
下的小組報導說已經製造出104號元素,並且在1967年製造了105
號元素。但是這兩項實驗及其製造元素時所使用的方法沒有得到
確認。美國吉爾索領導下的研究小組以其他的方法造出了這兩種
元素。蘇聯小組把104號元素命名為釒庫,以紀念1960年逝世的
庫爾恰托夫,他曾擔任過蘇聯一個專門研究核子彈系統的領導人。
而美國的研究小組卻把104號元素命名為釒盧,把105號命名為釒
罕,以紀念盧瑟福和哈恩,因為他們兩人在亞原子結構方面有很
重要的貢獻。已經報導的元素達到109號。