第684章 超铀风波！镧锕二系！各显神通！另（1/2）

第684章 超铀风波！镧锕二系！各显神通！另辟蹊径！居里夫人的biji

法国，镭学研究所。

伊蕾娜夫妇正在进行超铀元素的研究。

这个实验是典型的物理和化学结合实验。

用中子轰击铀元素是物理过程，但分离核反应产物是化学过程。

得益于量子力学的诞生，如今的化学取得了突飞猛进的发展。

其中最重要的突破就是，化学家们对于元素周期表上的元素有了更深刻的理解。

那就是只需要通过研究核外电子的排布规律，就能从理论上预测该元素的性质。

这在以前是不可想象的事情。

比如氯气有毒，极其活泼，这是因为氯原子有极强的氧化能力。

所谓氧化能力就是指“夺取电子”难易程度的能力。

一个元素越容易从外界夺到电子，则它的氧化能力越强。

但是为什么氯有氧化能力，而且它的氧化能力比氧还强呢？

有了核外电子排布理论后，就可以解释了。

氯原子的最外层有7个电子，而氧原子的最外层有6个电子。

而原子都有想保持核外电子稳定状态的趋势，8个电子就是一种稳定状态。

因此，氯原子夺取电子的能力就比氧更强。

所以，氯原子的氧化能力更强。

按照这种理论，化学家们对元素周期表的所有元素进行系统的分析。

他们发现了一个奇怪的现象。

在元素周期表中，从57号元素【镧】到71号元素【镥】，这15种元素，它们的核外电子排布虽然存在细微的差别，但是其化学性质却极其相似。

因此，化学家们把这些元素单独组成一个系列，占据元素周期表中的同一个位置。

这就是大名鼎鼎的【镧系元素】。

包括：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥。

乍一看，好像很陌生。

但它们还有另外一个大家很熟悉的名称：稀土元素。

镧系元素都是稀土元素的成员，它们在高精尖领域，尤其是国防、电子、新能源等方向，有非常非常重要的作用。

国家对稀土元素的交易是严格管制的。

稀土元素之所以珍贵，一方面是这些元素在地壳中的分布极其分散而且含量很少。

另一方面则是分离提纯的难度非常大。

因为它们的化学性质非常类似，常规方法很难分离。

除了镧系元素外，化学家们又发现了一组类似的元素组，那就是【锕系元素】。

目前的锕系元素只有4种，分别是：锕、钍、镤、铀。

而在后世，完整的锕系元素同样有15种，从89号元素【锕】一直到103号元素【铹】。

包括：锕、钍、镤、铀、镎、钚、镅、锔、锫、锎、锿、镄、钔、锘、铹。

前面说过，锕系元素中，前6种元素都是宇宙中天然存在的，后面的则是人工合成的元素。

当费米发现超铀元素后，化学家们类比镧系元素，很自然地就联想到，93号和94号超铀元素肯定也属于锕系元素。

因此，超铀元素的化学性质和锕、钍、镤、铀的性质应该是类似的。

这就导致分离非常困难，哪怕是顶尖化学家也不敢保证。

也许忙活一两年都是无用功。

所以大家都很理解费米没有真正提纯出超铀元素就发表论文。

从超铀元素提出到现在，已经过去了大半年，研究者们也提出了几个可行的分离方法。

第一个方法是“萃取法”。

该方法是利用元素在两种互不相容的溶剂中的溶解度不同，从而达到分离的目的。

比如假设反应产物是和脂肪，那么就可以将其置于油和水的混合溶液中，然后静置等待水油分层。

这时，溶解在水中，而脂肪溶解在油中，于是两个产物就被分离了。

然后，再通过其它办法将从水中，脂肪从油中取出来。

第二个方法是“沉淀法”。

顾名思义，就是想办法将溶解在溶剂中的超铀元素变成沉淀物分离出来。

比如在氯化钙溶液中加入碳酸钠，那么钙元素就以碳酸钙的形式沉淀下来，就可以分离了。

第三个方法是“离子交换法”，也称“吸附法”。

有些特殊的物质，比如树脂，对于重金属离子有很强的吸附性。

这种吸附性来自于树脂的分子结构很特殊，需要一个特定的金属离子才能保持稳定。

因此，树脂会吸附重金属离子，交换出本身携带的原子。

当然，除了以上三种方法，还有一些稀奇古怪的方法，化学的特点就是变化复杂。

没有哪个是绝对最好的。

但无论哪种方法，都要面对锕系元素性质相似这个难题。

比如，在萃取法中，也许超铀元素和铀元素会溶解在同一个溶剂中，比如都溶解在水中，萃取法就失效了。

但相似毕竟不是相同，总归还是有一点差异的。

也许超铀元素能极少量溶解在油中。

因此，这个方法需要水磨工夫，且非常考验实验者的耐心。

更重要的是，中子轰击铀的产物中，不仅有铀和超铀元素，还可能有从82号元素【铅】到91号元素【镤】这些核裂变元素。

总之，要想单独分离出超铀元素，极其复杂和困难。

此刻，伊蕾娜和约里奥夫妇要做的事情，就是想办法从产物中将超铀元素分离出来，哪怕只分离出一点点也行。

可惜，他们又一次失败了。

约里奥挠了挠头，苦笑道：

“怪不得费米教授那么纠结，分离超铀元素确实太难了。”

“已经过去这么长时间了，也没有人发表相关论文。”

伊蕾娜没有回话，自从婆罗洲回来之后，她变得更加成熟稳重。

她忽然说道：

“能不能不化学分离，直接测量产物呢？”

哈？

约里奥一惊。

“要怎么测量？”

伊蕾娜回道：

“锕系元素都具有天然放射性，因此超铀元素也应该有放射性。”

“如果我们能测量出半衰期和现有元素的半衰期都不同，那岂不是能说明是一种新元素？”

哗！

约里奥闻言，恍然大悟！

“这个办法好啊！”

“测量半衰期可比化学分离简单多了。”

夫妻俩说干就干。

很快，他们就得出了结果。

然而，这个结果却有点奇怪。

约里奥看着手中的数据，喃喃道：

“半衰期3.5小时的新元素”

“这看起来怎么有点像是90号元素【钍】的同位素啊。”

“难道产物不是超铀元素，而是钍？”

由于目前大家使用的都是天然放射性源产生的中子轰击流。

所以各个研究团队的中子数量、速度等性质都不一样。

甚至同一团队的前后两次实验都有可能不一样，因为撞击过程本身是不可控的。

这就导致，每次的实验结果都是全新的，没有什么参考性。

约里奥被自己的猜测吓到了。

作为镭学研究所的成员，他对于各放射性元素的性质了如指掌。