4.第一個人造元素

在20世紀(jì)30年代初的元素周期表中共有92個位置，從第一號的氫到第92號的鈾。在這之間有四個位置是空白的，需要元素來填補。

這4個空位就是43號、61號、85號和87號。它們到底是哪些元素呢？人們一直在尋找這個問題的答案，甚至不斷有人聲稱自己已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這些元素，還給它們命了名。但最終都沒有得到肯定。人們一度認(rèn)為，這四種元素“失蹤了”。

但是人們還是發(fā)現(xiàn)了這些失蹤的元素。隨著對放射性元素的研究不斷深入，原子和原子核被人們漸漸了解，再者，回旋加速器，即“原子大炮”的出現(xiàn)，都為發(fā)現(xiàn)這些元素提供了有利的條件。

原來，這四種元素都具有放射性，它們的原子核能夠釋放α粒子或者β粒子，從而分裂成其他元素的原子核，我們把這一過程叫做衰變。每一種放射性物質(zhì)的衰變速度都是固定的，而放射性物質(zhì)不同，衰變速度也會不相同。在化學(xué)上通常用半衰期表示放射性元素的衰變速度。所謂半衰期就是放射性元素的量減少到一半所需要的時間。各種放射性物質(zhì)的半衰期長短不一，差別極大。長的可達(dá)100多億年，短的還不足1秒鐘。有的放射性元素可以在自然界的礦物中找到，有的在地球上卻早已絕跡了。

這4種失蹤元素都有較短的半衰期，在自然界中的量也極少，有的甚至已經(jīng)絕跡。人們在很長一段時間都未找到它們，也就不足為奇了。

人們發(fā)現(xiàn)，可以使用人工方法幫助穩(wěn)定的原子核分裂成另一種元素。我們將這一過程稱為人工核反應(yīng)。最早人們進(jìn)行人工核反應(yīng)時，利用的是放射性物質(zhì)釋放出的α粒子，將其作為“炮彈”轟擊原子核。后來，人們還使用過質(zhì)子、中子、氘核，作為“炮彈”，并通過形形色色的粒子加速器來增加“炮彈”的威力。

1937年，意大利化學(xué)家西格雷和佩里埃用氘核“轟擊”42號元素鉬，首次制得了第43號新元素。這次實驗中所用的氘核具有很大的能量，約為500萬電子伏特。新元素被命名為“锝（Tc）”，取其在希臘語中Technetos的意思，即人造的。

锝是第一個人造元素，實驗中制得的量只有一百億分之一克?？茖W(xué)家還發(fā)現(xiàn)新元素有著與錳和錸相似的性質(zhì)，與錸的性質(zhì)更為接近一些。

1938年，西格雷和美國科學(xué)家西博格一起發(fā)現(xiàn)了一種锝的同位素，其半衰期接近200000年。今天，科學(xué)家們使用各種核反應(yīng)制得的锝的同位素共有20種。其中半衰期最長的是锝99，長達(dá)220000年?，F(xiàn)在每年制得的锝都有幾百公斤。

人們在自然界中也發(fā)現(xiàn)存在微量的锝，這說明锝還沒有從地球上完全消失。

鈾裂變會產(chǎn)生锝。關(guān)于這一點，美籍中國女物理學(xué)家吳健雄和西格雷于1949年在鈾的裂變產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)了锝。根據(jù)測算，一克鈾完成裂變可以得到約26毫克的锝。

锝是一種銀白色金屬，會發(fā)光，具有放射性。它的耐熱性很強，熔點高達(dá)2200℃。當(dāng)溫度低至-265℃時，锝就會失去電阻，成為沒有電阻的金屬。锝在酸中很難溶解，人們就是利用這一點將它用做原子能工業(yè)設(shè)備中的防腐材料。