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【美國《大衆科學》月刊網站11月18日報道】兩個國際研究小組正在進行一場合成宇宙中最重元素的競賽。超重元素是指排在元素週期表最後、原子序數超過104的元素。暫名爲118號元素的史上最重元素已於2002年被“發現”,而現在,兩個研究小組正在嘗試合成119號元素和120號元素。
挪威奧斯陸大學的核化學教授約恩·彼得·奧姆特韋特正與來自西歐、日本和美國的科學家一道,在德國亥姆霍茲重離子研究中心進行實驗。另一個團隊由俄羅斯和美國的科學家組成,正在位於俄羅斯杜布納的聯合原子核研究所開展工作。奧姆特韋特說:“競爭極爲激烈。超重元素極不穩定,很難合成。這就像是在外太空尋找某種未知物質。”
合成出一種新元素的單個原子還不足以被認爲是發現了一種新元素。實驗結果需要經過複覈。奧姆特韋特說:“在另一個實驗室成功複製這一實驗之前,任何人都不可能得到承認。在最壞的情況下,一個實驗可能需要幾十年才能得到證實。”一種超重元素越重,合成它所需要的時間就越長,而它保持完好的時間也就越短。
兩週前,位於美國田納西州的橡樹嶺國家實驗室的核物理學家合成出20毫克的強放射性元素錇。爭先合成119號元素的兩個研究團隊各分得10毫克錇。他們將用一束鈦原子撞擊一個鑲有錇原子的金屬片。兩個研究團隊的工作時間都很緊,因爲錇的半衰期只有320天,3 2 0天一過,他們的樣本就有一半會衰變爲其他元素。
合成超重原子的基本原理很簡單:用一種元素的原子撞擊另一種元素的原子,它們的質子就會合在一起形成新的元素。鈦原子的22個質子將與錇原子的97個質子合成一個擁有119個質子的原子,也就是119號元素的一個原子。不過在大多數情況下,原子相互碰撞的結果是導致對方粉碎或部分被摧毀。不過在少數情況下,質子在撞擊時會合成一個完整的原子。發現這樣一個偶然事件是一種挑戰。
(來源:新華國際)
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