一、从 “铀 X” 到真正的超铀元素
1934 年,费米用中子轰击铀元素时,以为造出了第 93 号元素 “铀 X”,甚至凭此拿下诺贝尔奖。直到 1940 年,科学家才发现这其实是铀原子的裂变产物 —— 而真正的第 93 号元素 “镎”,早已悄悄藏在实验残渣里。
这种像 “拆盲盒” 的发现模式,成了超铀元素研究的常态:
镎与钚:1940 年由麦克米伦团队意外捕获,后来竟在天然铀矿中找到痕量存在
镅和锔:1944 年通过轰击钚制成,“锔” 专门致敬居里夫妇的科学贡献
锿和镄:1952 年第一颗氢弹爆炸时现身,分别纪念刚去世的爱因斯坦和费米
二、元素界的 “短命网红”:越重越 “任性”
超铀元素堪称元素周期表的 “叛逆者”,原子序数越大,脾气越古怪:
存在时长堪比闪电:116 号元素鉝的半衰期仅 60 毫秒,比人类眨眼速度还快 3 倍,刚合成就衰变消失
获取难度突破天际:109 号元素是科学家轰击铋靶一星期,才捕获到 1 个原子,全靠其衰变的 α 粒子 “报信”
危险与价值并存:94 号钚是核反应堆核心材料,但 1 克就能致命;镅 241 则被制成烟雾报警器,守护千万家庭
它们的共性藏着规律:从 93 号镎到 97 号锫都是银白色脆性金属,易溶于稀酸,还能像变色龙般切换多种化合价。
三、从核废料到未来能源:超铀元素的双面人生
别以为这些 “短命元素” 只是实验室玩具,它们早已渗透进关键领域:
核能革命的钥匙:可实现核燃料闭合循环,减少废料产生,延长反应堆寿命
医疗领域的奇兵:衰变产生的射线能精准杀灭癌细胞,还能生产诊断用的放射性同位素
环保技术的先锋:通过加速器嬗变,能将长寿命超铀元素转化为短寿命核素,降低核废料危害
四、寻找 “稳定岛” 的终极梦想
科学家始终在追问:超铀元素的尽头在哪里?1966 年提出的 “稳定岛假说” 给出希望 —— 预言原子序数 114 两侧(110~126 号)会存在稳定元素,它们的半衰期可能长达数百万年。
如今人类已合成到 118 号元素,但距离 “稳定岛” 仍有距离。就像当年哥伦布误打误撞发现新大陆,谁也没想到,这些在实验室里转瞬即逝的原子,或许正藏着人类能源与材料革命的未来。