第一个人造元素

4.第一个人造元素

在20世纪30年代初的元素周期表中共有92个位置，从第一号的氢到第92号的铀。在这之间有四个位置是空白的，需要元素来填补。

这4个空位就是43号、61号、85号和87号。它们到底是哪些元素呢？人们一直在寻找这个问题的答案，甚至不断有人声称自己已经发现了这些元素，还给它们命了名。但最终都没有得到肯定。人们一度认为，这四种元素“失踪了”。

但是人们还是发现了这些失踪的元素。随着对放射性元素的研究不断深入，原子和原子核被人们渐渐了解，再者，回旋加速器，即“原子大炮”的出现，都为发现这些元素提供了有利的条件。

原来，这四种元素都具有放射性，它们的原子核能够释放α粒子或者β粒子，从而分裂成其他元素的原子核，我们把这一过程叫做衰变。每一种放射性物质的衰变速度都是固定的，而放射性物质不同，衰变速度也会不相同。在化学上通常用半衰期表示放射性元素的衰变速度。所谓半衰期就是放射性元素的量减少到一半所需要的时间。各种放射性物质的半衰期长短不一，差别极大。长的可达100多亿年，短的还不足1秒钟。有的放射性元素可以在自然界的矿物中找到，有的在地球上却早已绝迹了。

这4种失踪元素都有较短的半衰期，在自然界中的量也极少，有的甚至已经绝迹。人们在很长一段时间都未找到它们，也就不足为奇了。

人们发现，可以使用人工方法帮助稳定的原子核分裂成另一种元素。我们将这一过程称为人工核反应。最早人们进行人工核反应时，利用的是放射性物质释放出的α粒子，将其作为“炮弹”轰击原子核。后来，人们还使用过质子、中子、氘核，作为“炮弹”，并通过形形色色的粒子加速器来增加“炮弹”的威力。

1937年，意大利化学家西格雷和佩里埃用氘核“轰击”42号元素钼，首次制得了第43号新元素。这次实验中所用的氘核具有很大的能量，约为500万电子伏特。新元素被命名为“锝（Tc）”，取其在希腊语中Technetos的意思，即人造的。

锝是第一个人造元素，实验中制得的量只有一百亿分之一克。科学家还发现新元素有着与锰和铼相似的性质，与铼的性质更为接近一些。

1938年，西格雷和美国科学家西博格一起发现了一种锝的同位素，其半衰期接近200000年。今天，科学家们使用各种核反应制得的锝的同位素共有20种。其中半衰期最长的是锝99，长达220000年。现在每年制得的锝都有几百公斤。

人们在自然界中也发现存在微量的锝，这说明锝还没有从地球上完全消失。

铀裂变会产生锝。关于这一点，美籍中国女物理学家吴健雄和西格雷于1949年在铀的裂变产物中发现了锝。根据测算，一克铀完成裂变可以得到约26毫克的锝。

锝是一种银白色金属，会发光，具有放射性。它的耐热性很强，熔点高达2200℃。当温度低至-265℃时，锝就会失去电阻，成为没有电阻的金属。锝在酸中很难溶解，人们就是利用这一点将它用做原子能工业设备中的防腐材料。