費(fèi)米中子轟擊實(shí)驗(yàn)開(kāi)啟了利用原子能的新紀(jì)元

居里夫婦的女兒伊蕾娜·居里及女婿約里奧·居里1934年用α離子轟擊鋁核發(fā)現(xiàn)了輕核放射性元素的方法干花,為研究原子核的科學(xué)家打開(kāi)了新思路妄帘。大家都在研究用人工方法制造新的放射性元素。才幾年,他們就制造出四百多種人造放射性元素池凄。

費(fèi)米

美籍的意大利的科學(xué)家費(fèi)米認(rèn)為,用α粒子轟擊原子核抡驼,并不是理想的辦法,因?yàn)棣亮W訋蓚€(gè)陽(yáng)電荷,在射到別的原子核里去的時(shí)候,同性電荷相斥,就很難射中。

他決定換用中子作炮彈肿仑。

將鐳射氣――氡的放射性元素和鈹粉封在小玻璃管中致盟,氡放射出來(lái)的α粒子打在鈹上就產(chǎn)生中子。

這就是一個(gè)不斷發(fā)射中子的中子源尤慰。費(fèi)米用中子去轟擊各種元素馏锡。他按著周期表的次序去試驗(yàn)。結(jié)果,前八個(gè)元素——從氫到氧,用中子轟擊以后都沒(méi)有什么反應(yīng)伟端。但是用中子轟擊氟的時(shí)候,蓋革計(jì)數(shù)器響了杯道。

用中子轟擊氟,生成了人工放射性元素。這種人工放射性元素放出β射線,也就是帶陰電荷的電子流责蝠。中子不帶電,氟原子核里多了一個(gè)中子,所帶的陽(yáng)電荷數(shù)并不改變,只是質(zhì)量增加了一個(gè)原子質(zhì)量單位,所以生成的是氟的同位素

中子轟擊氟產(chǎn)生氟的同位素

這種氟同位素是放射性的,它放出β射線——電子流党巾。當(dāng)然,核的陽(yáng)電荷數(shù)目就要增加,變成原子序數(shù)比氟大1的氖:

放射性氟放出電子轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的氖

費(fèi)米繼續(xù)做的試驗(yàn)很順利,在氟以后的元素大都可以被中子擊中,變成放射性元素,而且花樣很多。

鋁原子核被中子擊中后放出α粒子,變成放射性鈉:

中子轟擊鋁釋放出α微粒和鈉

放射性鈉放出β射線后變成穩(wěn)定的鎂

放射性鈉釋放電子轉(zhuǎn)變?yōu)殒V

磷原子核被中子擊中后放出質(zhì)子,變成放射性硅霜医。

放射性硅放出β射線后變回成穩(wěn)定的磷:

圖片發(fā)自簡(jiǎn)書(shū)App

碘原子核被中子擊中以后什么粒子也不放出,變成放射性碘齿拂,放射性碘放出β射線后變成穩(wěn)定的氙。

圖片發(fā)自簡(jiǎn)書(shū)App

費(fèi)米用中子做炮彈,一下子就制成許多種放射性同位素肴敛。同時(shí),他還發(fā)現(xiàn)周期表中的重元素(原子序數(shù)大的元素)的核在被中子擊中以后,都不放出α粒子或質(zhì)子,而是生成原來(lái)元素的放射性同位素署海。

這些放射性同位素都是放射β射線的。放射β射線,也就是放射電子,放射的結(jié)果是原子核減少一個(gè)單位陰電荷(也就是增加一個(gè)單位陽(yáng)電荷),變成原子序數(shù)增加1的另一種元素。

鈾是周期表上當(dāng)時(shí)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的最后一個(gè)元素,它的原子序數(shù)是92叹侄。人們?cè)缇拖胝业解櫤竺娴脑?但是一直沒(méi)有找到巩搏。

費(fèi)米想:可不可以用人工來(lái)合成鈾后面的元素呢?他用中子轟擊鈾,果然得到了放射β射線的同位素昨登。在放射β射線以后,它就應(yīng)該成為原子序數(shù)是93的元素了趾代。用中子再轟擊93號(hào)元素,就會(huì)生成94號(hào)元素;再轟擊94號(hào)元素,又會(huì)生成95號(hào)元素。費(fèi)米作過(guò)實(shí)驗(yàn)以后,在1934年宣布他用人工方法制造出來(lái)了超鈾(原子序數(shù)比鈾大的)元素丰辣。它們的原子序數(shù)是93撒强、94、95笙什。費(fèi)米還仿照門(mén)捷列夫的辦法,把自己發(fā)現(xiàn)的93飘哨、94、95號(hào)三個(gè)元素分別起名叫做“類(lèi)錸”琐凭、“類(lèi)鋨”和“類(lèi)銥”芽隆。

人工制造出了超鈾元素這又是一個(gè)重大的發(fā)現(xiàn)。1938年費(fèi)米獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)统屈。

幾乎各國(guó)有名的原子科學(xué)家都相信費(fèi)米的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,相信真的制造出了93胚吁、94和95號(hào)元素,但是有一位科學(xué)家持不同的意見(jiàn)。就在費(fèi)米宣布制出超鈾元素的那一年,《應(yīng)用化學(xué)雜志》上刊登了一封來(lái)信愁憔。信中指出:“用中子轟擊重核,可能使這核分裂成幾個(gè)大塊的碎片腕扶。當(dāng)然,這些碎片必然是已知元素的同位素,而不是這重元素相鄰的元素。

這封信是德國(guó)發(fā)現(xiàn)錸元素的女科學(xué)家諾達(dá)卡寫(xiě)來(lái)的吨掌。她曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)了元素錸,后來(lái)一直在尋找著超鈾元素半抱。她認(rèn)為費(fèi)米沒(méi)有制出來(lái)超鈾元素,因?yàn)橘M(fèi)米提出的新元素的化學(xué)性質(zhì),更象已知的元素。諾達(dá)克的意見(jiàn)沒(méi)有受到重視膜宋。當(dāng)時(shí)世界有名的德國(guó)放射學(xué)專(zhuān)家哈恩也認(rèn)為,諾達(dá)克的看法純粹是謬論窿侈。但是,少數(shù)人的意見(jiàn)并不一定是錯(cuò)誤的。四年以后,才證明費(fèi)米錯(cuò)了,諾達(dá)克是正確的秋茫。作出證明的恰恰是哈恩他自己棉磨。

在費(fèi)米宣布他的發(fā)現(xiàn)以后,許多支持費(fèi)米的科學(xué)家都在重復(fù)費(fèi)米的實(shí)驗(yàn),想研究一下93、94和95號(hào)元素的性質(zhì)学辱。他們大多得到和費(fèi)米同樣的結(jié)果乘瓤。1938年,小居里夫婦用中子轟擊純鈾,然后進(jìn)行分析。他們有了新發(fā)現(xiàn),在轟擊過(guò)的鈾中發(fā)現(xiàn)了元素鑭策泣。鑭是57號(hào)元素,它在中子轟擊以前的鈾中是沒(méi)有的衙傀。換句話(huà)說(shuō),鑭是在中子轟擊鈾以后產(chǎn)生的。哈恩聽(tīng)到這個(gè)消息以后,再也坐不住了,立刻跑到實(shí)驗(yàn)室里作起實(shí)驗(yàn)來(lái)萨咕。

哈恩和他的助手幾個(gè)星期不分晝夜地作實(shí)驗(yàn)统抬。他們?cè)谟弥凶愚Z擊過(guò)的純鈾中又找到了鋇。鋇的原子序數(shù)是56,是鈾原子序數(shù)92的一半多一點(diǎn)。

哈恩

哈恩改變了自己的看法,他的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了諾達(dá)克的意見(jiàn):鈾在中子轟擊后真的分裂成為大約相等的兩塊聪建。1938年12月22日,在德國(guó)《自然科學(xué)》雜志上,哈恩發(fā)表了他的發(fā)現(xiàn)钙畔。這一次,原子核真的打開(kāi)了!以前的實(shí)驗(yàn)僅僅打下原子核的一些小碎片。這次原子核被打成兩塊金麸。

一個(gè)中子能夠打碎一個(gè)鈾原子核擎析。這個(gè)新的發(fā)現(xiàn)又震動(dòng)了科學(xué)界,許多人都在進(jìn)一步研究這個(gè)問(wèn)題他們發(fā)現(xiàn)鈾核被打碎的碎片有大有小,可以生成各種元素。在1944年哈恩因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)重核分裂反應(yīng)的發(fā)現(xiàn)獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)挥下。

1946年,當(dāng)時(shí)在法國(guó)的我國(guó)科學(xué)家錢(qián)三強(qiáng)和何澤慧夫婦發(fā)現(xiàn),在中子轟擊下,鈾原子核還可以分裂成三揍魂、四塊。然而最可能發(fā)生的情況是分裂成為大小差不多相等的兩塊棚瘟。

從此现斋,人類(lèi)開(kāi)始進(jìn)入利用原子能的新世紀(jì)。

最后編輯于
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末偎蘸,一起剝皮案震驚了整個(gè)濱河市庄蹋,隨后出現(xiàn)的幾起案子,更是在濱河造成了極大的恐慌迷雪,老刑警劉巖限书,帶你破解...
    沈念sama閱讀 222,681評(píng)論 6 517
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件,死亡現(xiàn)場(chǎng)離奇詭異振乏,居然都是意外死亡蔗包,警方通過(guò)查閱死者的電腦和手機(jī),發(fā)現(xiàn)死者居然都...
    沈念sama閱讀 95,205評(píng)論 3 399
  • 文/潘曉璐 我一進(jìn)店門(mén)慧邮,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來(lái)调限,“玉大人,你說(shuō)我怎么就攤上這事误澳〕馨” “怎么了?”我有些...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 169,421評(píng)論 0 362
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵忆谓,是天一觀的道長(zhǎng)裆装。 經(jīng)常有香客問(wèn)我,道長(zhǎng)倡缠,這世上最難降的妖魔是什么哨免? 我笑而不...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 60,114評(píng)論 1 300
  • 正文 為了忘掉前任,我火速辦了婚禮昙沦,結(jié)果婚禮上琢唾,老公的妹妹穿的比我還像新娘。我一直安慰自己盾饮,他們只是感情好采桃,可當(dāng)我...
    茶點(diǎn)故事閱讀 69,116評(píng)論 6 398
  • 文/花漫 我一把揭開(kāi)白布懒熙。 她就那樣靜靜地躺著,像睡著了一般普办。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪工扎。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上,一...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 52,713評(píng)論 1 312
  • 那天衔蹲,我揣著相機(jī)與錄音肢娘,去河邊找鬼。 笑死踪危,一個(gè)胖子當(dāng)著我的面吹牛蔬浙,可吹牛的內(nèi)容都是我干的猪落。 我是一名探鬼主播贞远,決...
    沈念sama閱讀 41,170評(píng)論 3 422
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開(kāi)眼,長(zhǎng)吁一口氣:“原來(lái)是場(chǎng)噩夢(mèng)啊……” “哼笨忌!你這毒婦竟也來(lái)了蓝仲?” 一聲冷哼從身側(cè)響起,我...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 40,116評(píng)論 0 277
  • 序言:老撾萬(wàn)榮一對(duì)情侶失蹤官疲,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎袱结,沒(méi)想到半個(gè)月后,有當(dāng)?shù)厝嗽跇?shù)林里發(fā)現(xiàn)了一具尸體途凫,經(jīng)...
    沈念sama閱讀 46,651評(píng)論 1 320
  • 正文 獨(dú)居荒郊野嶺守林人離奇死亡垢夹,尸身上長(zhǎng)有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內(nèi)容為張勛視角 年9月15日...
    茶點(diǎn)故事閱讀 38,714評(píng)論 3 342
  • 正文 我和宋清朗相戀三年,在試婚紗的時(shí)候發(fā)現(xiàn)自己被綠了维费。 大學(xué)時(shí)的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片果元。...
    茶點(diǎn)故事閱讀 40,865評(píng)論 1 353
  • 序言:一個(gè)原本活蹦亂跳的男人離奇死亡,死狀恐怖犀盟,靈堂內(nèi)的尸體忽然破棺而出而晒,到底是詐尸還是另有隱情,我是刑警寧澤阅畴,帶...
    沈念sama閱讀 36,527評(píng)論 5 351
  • 正文 年R本政府宣布倡怎,位于F島的核電站,受9級(jí)特大地震影響贱枣,放射性物質(zhì)發(fā)生泄漏监署。R本人自食惡果不足惜,卻給世界環(huán)境...
    茶點(diǎn)故事閱讀 42,211評(píng)論 3 336
  • 文/蒙蒙 一纽哥、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望钠乏。 院中可真熱鬧,春花似錦昵仅、人聲如沸缓熟。這莊子的主人今日做“春日...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 32,699評(píng)論 0 25
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽(yáng)够滑。三九已至垦写,卻和暖如春,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間彰触,已是汗流浹背梯投。 一陣腳步聲響...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 33,814評(píng)論 1 274
  • 我被黑心中介騙來(lái)泰國(guó)打工, 沒(méi)想到剛下飛機(jī)就差點(diǎn)兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留况毅,地道東北人分蓖。 一個(gè)月前我還...
    沈念sama閱讀 49,299評(píng)論 3 379
  • 正文 我出身青樓,卻偏偏與公主長(zhǎng)得像尔许,于是被迫代替她去往敵國(guó)和親么鹤。 傳聞我的和親對(duì)象是個(gè)殘疾皇子,可洞房花燭夜當(dāng)晚...
    茶點(diǎn)故事閱讀 45,870評(píng)論 2 361

推薦閱讀更多精彩內(nèi)容