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突破使科学家更接近创造有史以来最重的元素

  • 2024-08-04
  • Scien

在现代炼金术的一项壮举中,科学家们使用一束汽化钛来制造地球上最重的元素之一,他们认为这种新方法可以为更广阔的视野铺平道路。

这是新技术首次成功生产超重元素,其中将一块稀有同位素钛 50 加热到近 1650 °C (3000 °F) 以释放离子,然后射向另一种元素。利弗莫里姆。

Livermorium 于 2000 年首次合成,但它并不是(那将是奥加内森,原子序数118)。

那么,如果劳伦斯伯克利国家实验室最近突然出现了几个肝素原子,那又有什么大不了的呢?可能会问?利弗莫里姆是“千年虫”,只有 116 个质子。

但是,将钛束与钚融合以产生利莫伦只是对更大(或更确切地说,更重)的物体的试运行。科学家们希望创造出一种有史以来最重的元素:乌比纳尔,有 120 个质子。

研究人员融合了钛和钚的同位素来制造 116 号元素。(Jenny Nuss/伯克利实验室)

“这种反应以前从未被证实过,在我们开始尝试制造 120 之前,有必要证明它是可能的,”说领导这项研究的是伯克利实验室的核化学家杰克林·盖茨。

Calcium-48 具有 20 个质子,一直是首选光束,因为它的 '幻数质子和中子的结合使其更加稳定,有助于它与目标融合。

Titanium-50 并不“神奇”,但它拥有达到较重原子量所需的 22 个质子,而且不会太重而容易碎裂。

伯克利实验室的物理学家 Jennifer Pore 表示:“尝试制造比新元素更简单的东西,看看从钙束到钛束如何改变我们生产这些元素的速率,这是重要的第一步。”解释。

“用钛制造 116 号元素验证了这种生产方法的有效性,我们现在可以计划寻找 120 号元素。”

该团队在伯克利实验室运行了 22 天88英寸回旋加速器,它将钛的重离子加速成足以与其目标融合的束流。毕竟,它只产生了两个微不足道的肝原子。

研究人员希望融合钛和锎的同位素来制造 120 号元素。(Jenny Nuss/伯克利实验室)

使用此方法创建 Unbinilium,将光束瞄准锎249,将比以前的路线快得多,但这仍然是一个艰难的过程。

“我们认为制造 120 颗所需的时间比制造 116 颗所需的时间长约 10 倍,”说伯克利实验室核物理学家 Reiner Kruecken。

这标志着美国能源部伯克利实验室重返超重元素竞赛。元素发现的领导者20世纪期间。

至少从 2006 年起,世界各地的科学家就一直在竞相生产 Unbinilium,当时一支俄罗斯团队在联合核研究所进行了第一次尝试。德国GSI亥姆霍兹重离子研究中心的科学家们在2007年至2012年间进行了多次尝试,但都没有成功。

现在,随着来自美国、中国和俄罗斯的研究人员纷纷参与其中,人们不得不想知道未来的应用到底是什么。

“美国重返这场竞赛非常重要,因为超重元素在科学上非常重要,”未参与这项研究的核物理学家 Witold Nazarewicz 说道。告诉罗伯特·服务于科学。

元素 120 接近理论值 '稳定岛”,超重元素的天堂,由于质子和中子的“神奇数字”,半衰期非常长。

这些寿命长、稳定的超重元素有望为科学家提供研究, 测试,并绘制图表。

该论文已提交至物理评论快报,预印本可在arXiv。

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