为什么还经常发现新的元素

　　作者：肖能超

　　2016年11月30日，日本发现第113号元素。说起发现新元素，我们就来谈一谈，为什么还经常发现新的元素吗？

　　2010年2月19日是天文学家哥白尼“537岁”生日。国际纯粹与应用化学联合会选择在这天宣布，第112号元素正式以哥白尼命名，相应元素符号为Cn，中文名“鎶”。为什么时至今日还会有新的元素出现呢？元素周期表究竟能有多长？

　　中国古代人们认为万物是由金木水火土五种东西构成的，古希腊人则以为是由水火土木四种基本元素组成的。18世纪人们才逐渐认识并发现了真正的元素，1869年门捷列夫公布了元素周期表，有63种元素。此后新元素的研究一直是具有挑战性的课题。今天已经发现了110多种元素，其中原子序数92（铀）以后的元素不能稳定存在，只能人工合成。

　　1934年，意大利物理学家费米用中子轰击许多元素的原子核，发现绝大部分元素都能变成原子序数增加1的元素。元素周期表目前已扩展到118号元素。原子序数越大，核内静电斥力越大，原子核也就越不稳定，合成也就越困难。例如，98号元素的半衰期为470年，100号为82天，105号为40秒，110号为8.6毫秒。

　　怎么样才能人工合成新元素呢？主要有两种方法。一种是俘获反应：把铀-238放入核反应堆中长时间照射，铀吸收中子，再衰变产生质子数超过铀的元素。93号到100号元素都是这样合成的。其中就包括核反应堆、核武器的关键原料94号元素钚-239。

　　另一种是重离子熔合反应：用高速重离子轰击合适的靶原子，让它们在撞击中破碎，熔合成不稳定的重原子核，产生出所需要的新元素。以德国亥姆霍兹重离子研究中心所合成的112号元素为例：先把锌（30号元素）核制作出离子束流，在电磁场中加速到约为光速的10%，直接撞击在铅（82号元素）靶上。高速碰撞的结果是多数原子都粉碎了，但还有少量锌核和铅核熔合，形成112号元素。107到118号元素都是这样合成的。中国科学院近代物理研究所的兰州重离子加速器也进行过这方面的研究工作。

　　合成新元素的主要困难在于，每次碰撞实验产生熔合的概率很小，必须进行大量的碰撞才能产生足够多的新元素以供检测。另外，超重元素半衰期极短，在指定的时间内得到的新元素数量非常少，监测仪器设备必须非常精密，能处理大样本数据。最后，实验结果必须被其他同行独立检验，能重复地得到相同结果，才能被认同并正式命名。所以你有时可能看到周期表有一些临时命名的元素。

　　元素周期表中前7个周期的元素都已经被找到。要想发现新元素必须在第八个周期中寻找了。目前，德国亥姆霍兹重离子研究中心和俄罗斯杜布纳联合原子核研究所正在竞赛，看谁先合成119号、120号，以及184号元素。看来元素周期表还远没有写到尽头呢，大自然藏着的奥秘还多着呢。

　　关键词：元素 合成元素

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