这个镀镍的镎球在洛斯阿拉莫斯国家实验室被用于实验测定镎的临界质量镎是元素周期表上的第93号元素,是第一个被人工合成的超铀元素,也是第一个被发现的锕系超铀元素。它的发现是在几次错误的发现之后,包括恩里科·费米试图用中子轰击铀。这个实验的结果是发现了裂变,即原子分裂。镎被夹在元素周期表中同样具有放射性的铀和钚之间。这三种元素都以行星命名,它们的原子核中有92到94个质子,大到足以发生核裂变反应,或“原子分裂”。由于这种能力,铀和钚都被广泛用于核电站和武器。然而,镎在历史上被发现的时间比它周期表上的任何一个相邻元素都要晚得多,而且没有被广泛使用。根据太平洋西北核实验室2003年的一份报告,镎仍然是一种重要的研究元素,因为它是由铀和钚的核反应产生的,可以作为有害的放射性废物存在数百万年。了解镎的化学性质对于确保核废料的长期安全储存至关重要。事实·原子序数(原子核中的质子数):93·原子符号(在元素周期表上):Np·原子量(原子的平均质量):237·密度:11.48盎司每立方英寸(19.86克每立方厘米)·室温相:固体·熔点:1191华氏度(644摄氏度)·沸点:7,052 F (3,900 C)·天然同位素的数量(同一元素的原子具有不同的中子数):4 -镎-237到镎-240。另外还有21种已知的同位素是在实验室里产生的。·最常见的同位素:Np-237发现:第三次真是幸运意大利科学家恩里科·费米是第一个声称他发现了93号元素的人,在1934年。他假设比铀重的元素(92号元素)可以通过中子轰击铀而产生。从理论上讲,这将为铀原子增加一个中性质量单位,然后铀原子将发生β衰变,即失去负电荷,将中子转变为质子,从而产生一种总质子数为93的元素。费米的实验最终没有产生一种元素;中子没有与铀原子发生聚变,而是将铀原子分裂成许多碎片放射性同位素。费米因为他的错误声明而受到批评,当时他并不知道他实际上进行了第一个原子分裂或裂变实验。仅仅四年后的1938年,罗马尼亚物理学家Horia Hulubei和法国化学家Yvette Cauchois发表了类似的发现93号元素的虚假报告。他们声称,他们在一种天然矿物样本中发现了这种元素。当时,科学家们否定了这一观点,认为自然界中不存在质子数比铀多的元素(超铀元素)。第93号元素在1940年被加州大学伯克利分校承认为现有元素。埃德温·麦克米兰教授和研究生菲利普·阿贝尔森使用了与费米类似的技术,但有一个重要的区别:他们使用了缓慢移动的中子。麦克米兰使用了一种叫做回旋加速器的机器来减慢中子的速度,然后将它们引导到铀-238的目标上。这一次,中子实际上是通过与铀原子融合而不是将它们分开来创造93号元素的。阿贝尔森分析了得到的样品,并注意到不寻常的beta辐射,表明存在一种新的同位素(后来被命名为Np-289)。麦克米伦和阿贝尔森决定称这种元素为镎,因为海王星是太阳系中仅次于天王星的下一颗行星。这一发现是第一个在实验室中合成的超铀元素,并为麦克米伦赢得了1951年的诺贝尔奖。镎的来源尽管科学家过去认为镎只能通过人工合成产生,但后来在自然界中发现了镎25种同位素中的4种。铀存在于岩石、土壤和水中,会发生自然核反应,产生少量的同位素Np-237到Np-240。然而,大部分镎是人为的;也就是说,它是核电站反应的副产物。科学家可以从乏核燃料中大量提取镎。由于其214万年的半衰期,Np-237是最丰富的镎同位素。镎的大多数同位素半衰期很短,几天内就会衰变。镎的性质镎是锕系元素的一员,在元素周期表的第5f行。这一行(以及上面的镧系元素行)通常在下面描述,并且与周期表的其他部分分开,因为它太长了,无法放在正常尺寸的页面上。所有15种锕系元素都有很大的原子半径,并且具有放射性。镎是一种银金属,非常活泼,有四种不同的氧化态。当它与其他元素结合时,它以不同颜色的溶液(紫色,黄色,绿色和粉红色)出现。即使是单独存在,镎也会根据温度以三种不同的同素异形体或物理形式出现。它是锕系元素中密度最大的,并且可以在已知元素中最大的温度范围内保持液态。我们能用它吗?镎目前的应用是有限的。镎只是被认为是一种裂变核燃料,并没有被实际使用。然而,镎-237被用来制造钚-238,然后用于特殊的能源发电机,可以长时间为卫星、航天器和灯塔供电。镎-237也被用于核物理研究,作为探测高能中子装置的一部分。它会伤害我们吗?你的房子里可能有放射性镎!镎积聚在一种常见的家用物品中:电离烟雾探测器。为了探测烟雾,另一种锕系元素镅-241发出辐射,变成镎-237。但不必担心: 烟雾探测器中放射性物质的含量可以忽略不计,不会对人体健康造成危害。烟雾探测器含有不到0.00000001盎司(0.0000003克)的镅,它的衰变速度非常缓慢,每年只有大约0.2%的数量转化为镎。然而,根据伯克利实验室2005年发表的一篇文章,科学家们担心乏核燃料中镎的长期储存。尽管镎只占总放射性废物的一小部分,但它造成了特殊的威胁,因为它是长期存在的,很难提取。用过的核燃料棒中存在的镎可以存在数百万年。尽管人们普遍认为这些深层储存点是最安全的长期储存点,但目前在美国还没有一个在运行。
0 评论