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铀x的故事之观察思维质疑—超铀神秘面纱是怎样揭开的

时间:2012-05-03       点击率:2407



20世纪30年代初,排在元素周期表的最后一个元素是92号铀。

1934年,意大利物理学家费米用慢中子作为“炮弹”,轰击铀核后,产生出一种带放射性的新原子核。费米认为这是尚未发现的第93号元素,因而把它称为“铀x”,又称为“超铀元素”。1938年12月10日,瑞典国王古斯塔夫五世亲自将该年度的诺贝尔物理学奖金授予费米教授,以表彰他“证实了由中子轰击所产生的新的放射性元素,以及在这一研究中发现了由慢中子引起的核反应”。

放射性元素“铀x”的发现,在物理学界引起了一场轰动——原来化学元素大家庭的成员不止92个!随后,超铀元素的制备工作也在许多实验室开展起来。当时,在巴黎的伊伦·居里(居里夫人的女儿)重复了费米的实验,但令她感到不解的是,“铀x”的性质一点也不像费米预言的元素周期表上第93号元素应该具备的性质——元素周期表上每个元素的性质是有规律可循的。莫非这次诺贝尔物理学奖发错了?伊伦疑窦丛生

与此同时,德国威廉皇家化学研究所的哈思、迈特纳和斯特拉斯曼等人出于探究的目的,也开始了对“铀X”的研究。哈恩是威廉皇家化学研究所所长,擅长化学分析,并享有“化学鉴定痕量放射性元素技术大师”之美称。面对这蒙着面纱的“超铀元素”,哈恩一开始认为,如果它不是第93号元素,那么它也许是铀附近的其他元素的变异同位素。哈恩等三人对“铀x”作了大量的实验、分析,但研究一直没有取得什么进展。

“铀X”就像一道阴影,如影随形般地缠住了斯特拉斯曼的思维。由于研究进展甚微,苦闷中的他忍不住滴咕起来:“‘铀x’小姐,你羞涩的花容到底是什么模样呢?难道你不在元素周期表上吗?”突然,斯特拉斯曼的脑海中闪过一个念头:“对!元素周期表!”他翻开元素周期表,逐个搜寻着,看看“铀X”和元素表中哪一号元素最相像。看着看着,斯特拉斯曼眼睛一亮:第56号元素钡!“它的特性太像钡了!”斯特拉斯曼有些兴奋起来,“如果真是这样,那么用中子轰击铀的结果实际上是衰变成已知的元素”可是,迈特纳立即否定了他的猜测:“那是绝对不可能的!一个元素只能蜕变为邻近的另一个元素,怎么可能从92号元素一下跳到56号呢?”哈恩也表示赞同迈特纳的意见。

1938年,法国的伊伦·居里和南斯拉夫的萨维奇合作,用放射化学方法分析中子轰击铀的产物,发现有一个比铀轻、性质类似于锕的放射性物质。看到这篇实验报告,哈恩受到很大启发,而斯特拉斯曼则想起了两年前自己的想法——很可能是钡! 于是,哈恩和斯特拉斯曼再次用中子轰击铀。当“铀X”出现后,他们用最精确的放射化学方法,重复了伊伦·居里的实验。通过连续几天的测量,他们终于得出了明确的结论:核电量为92的铀在受到中子轰击后,分裂成两个较轻的核,其中之一是原子序数为56的钡核,即费米所说的“铀X”;另一个是36号惰性元素氢核。

至比,“铀x”之谜真相大白,而哈思和斯特拉斯曼则由此发现了铀核 现象。

(答案:裂变。)

从此,原子核的大门被打开了,这昭示着崭新的原子能时代即将来临。

关键词:探究

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