人造元素

人造元素是指用人工方法製造的某元素同位素。有些元素因為半衰期太短，在自然界的豐度非常小,因此，必須用人工方法製造。人造元素一般用加速器或核反應堆通過一定的核反應而生成。人造元素都是放射性元素，它們除不穩定性和放射性外，與相應的天然元素具有相同的化學和物理性質。

基本介紹

• 中文名：人造元素
• 外文名：Artificial elements
• 實質：自然界本來不存在的元素
• 製作方法：增大原子序數

概述

最先是通過人工核反應合成並被鑑定的元素。

它們都是放射性元素，包括鎇（Am）、鋦（Cm）、錇（Bk）、鐦（Cf）、鑀（Es）、鐨（Fm）、鍆（Md）、鍩（No）、鐒（Lr）、釒盧（Rf）、釒杜（Db）、釒喜（Sg）、釒波（Bh）、釒黑（Hs）、釒麥（Mt）、鐽（Ds）、錀（Rg）、鎶（Cn）、113號元素、鈇（Fl）、115號元素、鉝（Lv）、117、118號元素(95~118號元素,共24種)。以後數十年間，人們陸續合成了十幾種超鈾元素，進一步發展了元素周期系。鈽239（239Pu）用作核燃料；其他超鈾元素可用於放射性示蹤劑、核熱源、核電池和中子源等方面。

產生方式

人造元素的關鍵是用某種元素的原子核作為“炮彈”來轟擊另一種元素的原子核，當它的能量足以“擊穿”原子核的外殼並熔合成新核時，質子數改變，新元素也就產生了。

質子數的改變嚴格地遵從加法原則，如用硼（原子序數為5）轟擊鐦（原子序數為98），得到103號元素鐒（1961年）；用鉻（原子序數為24）轟擊鉛（原子序數為82）得到106號元素釒喜（1974年）。

元素周期表成了核物理學家手中的一張十分特殊的加法表。不過，實現核反應遠非做加法那樣輕而易舉，要有昂貴的特殊實驗裝置（如回旋加速器）和高超的實驗技術。

一覽表

原子序數	元素名稱	元素符號	發現者/發現國/發現機構	發現年代	半衰期
43	鎝	Tc	西格雷，佩里埃	1937	Tc97 260萬年
61	鉕	Pm	馬林斯基等	1945	Pm145 18年
98	鐦	Cf	西博格，吉奧索等	1950	Cf251 900年
95	鎇	Am（紀念在美國發現）	西博格，吉奧索	1944	Am243 7370年
96	鋦	Cm	西博格，吉奧索	1944	Cm247 1．54×107年
97	錇	Bk（紀念貝可勒耳）	西博格，湯普生等	1949	Bk247 1400年
99	鑀	Es（紀念愛因斯坦）	西博格，吉奧索	1955	Es252 276天
100	鐨	Fm（紀念費米）	西博格，吉奧索	1955	Fm257 82天
101	鍆	Md（紀念門捷列夫）	吉奧索	1955	Md258 55天
102	鍩	No（紀念諾貝爾）	弗列羅夫等	1957	No259 58分鐘
103	鐒	Lr（紀念勞倫斯）	吉奧索	1961	Lr260 3分鐘
104	釒盧	Rf	弗列羅夫，吉奧索	1964,1968	～1分鐘
105	釒杜	Db	弗列羅夫，吉奧索	1970,1970	～40秒
106	釒喜	Sg	美，蘇	1974	～0．9秒
107	釒波	Bh（紀念玻爾）	聯邦德國	1981	～10－3秒
108	釒黑	Hs	聯邦德國	1984	～10－3秒
109	釒麥	Mt（紀念梅特納）	聯邦德國	1982	5×10－3秒
110	釒達	Ds（原稱Uun)	S. Hofmann等		1~2.4毫秒（Ds271)
111	錀	Rg			1~3.5毫秒(Lr272)
112	鎶(?)	Cn	德國重離子研究中心	1996
113	釒爾	Uut/Nh	日本	1998	30s
114	鈇	Fl	核研究聯合研究所	1998	2.6s
115	釒莫	Uup Mc	尤里.奧加涅相研究小組	2004	60s
116	鉝	Lv	核研究聯合科研所	2000	60ms
117	石田	Uus Ts	勞倫斯利弗莫爾國家實驗室	2010
118	氣奧	Og(Uuo)	尤里.奧加涅相研究小組	2002	12ms
119		Uue

出現

用算盤做加法，那很便當，只需要把算盤珠朝上一撥，就加上一了。可是，要往一個原子核里加一個質子或別的什麼東西，可不就那么容易了。

從1925年起，整整經過9個年頭——直到1934年，法國科學家弗列特里克·約里奧·居里和他的妻子伊綸·約里奧·居里（即鐳的發現者居里夫人的女兒）才找到進行原子“加法”的辦法。當時，他們在巴黎的鐳學研究院裡工作。他們發現，有一種放射性元素——84號元素釙的原子核，在分裂的時候，會以極高的速度射出它的“碎片”——氦原子核。在氦原子核里，含有2個質子。於是，他們就用這氦作為“炮彈”，去向金屬鋁板“開火”。嘿，出現了奇蹟，鋁竟然變成了磷！

鋁，銀閃閃的，是一種金屬，磷，卻是非金屬。鋁怎么會變成磷呢？用“加法”一算，事情就很明白：鋁是13號元素，它的原子核中含有13個質子。當氦原子核以極高的速度向它衝來時，它就吸收了氦原子核。氦核中含有2個質子。13+2=15於是，形成了一個含有15個質子的新原子核。你去查查元素周期表，那15號元素是什麼？15號元素是磷！就這樣，鋁像變魔術似的，變成了另一種元素——磷！

不久，美國物理學家勞倫斯發明了“原子大炮”——回旋加速器。在這種加速器中，可以把某些原子核加速，像“炮彈”似的以極高的速度向別的原子核進行轟擊。這樣一來，就為人工製造新元素創造了更加有利的條件，勞倫斯因此而獲得了諾貝爾物理學獎。

1937年，勞倫斯在回旋加速器中，用含有1個質子的氘原子核去“轟擊”42號元素——鉬，結果製得了第43號新元素。

鑒於前幾年人們接連宣稱發現失蹤元素，而後來又被一一推翻，所以這一次勞倫斯特別慎重。他把自己製得的新元素，送給了著名的義大利化學家西格雷，請他鑑定。西格雷又找了另一位義大利化學家佩里埃仔仔細細進行分析。最後，由這兩位化學家向世界鄭重宣布——人們尋找多年的43號元素，終於被勞倫斯製成了。這兩位化學家把這新元素命名為“鎝”，希臘文的原意是“人工製造的”。

鎝，成了第一個人造的元素！當時，他們製得的鎝非常少，總共才一百億分之一克。後來，人們進一步發現：鎝並沒有真正的從地球上失蹤。其實，在大自然中，也存在著極微量的鎝。1949年，美籍中國女物理學家吳健雄以及她的同事從鈾的裂變產物中，發現了鎝。據測定，一克鈾全部裂變以後，大約可提取26毫克鎝。另外，人們還對從別的星球上射來的光線進行光譜分析，發現在其他星球上也存在鎝。這位“隱士”的真面目，終於被人們弄清楚了：鎝是一種銀閃閃的金屬。具有放射性。它十分耐熱，熔點高達攝氏2200度。有趣的是，鎝在攝氏零下265度時，電阻就會全部消失，變成一種沒有電阻的金屬！