人工合成的元素中半衰期最長的元素,其半衰期達到了28小時!

2020-11-23 騰訊網

釒杜這個元素是元素周期表中的第105號元素，別看它長得像兩個字，其實它是一個字，只是目前還無法寫成一個字的形式，我們一起來看一下吧。

釒杜的發現

釒杜是一種人工合成的放射性化學元素，它的元素符號是Db，它的原子序數是105，屬於過渡金屬之一。

它已被證實是VB族元素。發現機構包括美國加州大學伯克利分校、勞倫斯伯克利國家實驗室和俄羅斯杜布納聯合核研究所。

美國化學家最初把它稱為Hahnium（中文曾譯為釒罕）。在1997年，IUPAC把它定名為Dubnium，以俄羅斯杜布納聯合核研究所為名。

半衰期最長的人工合成元素

釒杜-268是其最穩定的同位素，它的半衰期有28小時，這也是102號元素之後最長壽的同位素。

因為該元素有如此長的半衰期，為科學家們研究朝中元素提供了較為充足的時間，儘管該元素沒有任何實際用途，但科學家可以直觀的了解其性質，為合成更重的元素提供更多的經驗。

研究超重元素的意義

20世紀中期以來，核物理學家發展了原子核殼模型理論，預言質子或中子為幻數的原子核具有特別的穩定性，理論預測在質子數為114、中子數為184的「雙幻數核」（魔數核）298114附近的原子核將具有較高的穩定性，圍繞它可能存在著由成百個超重元素核組成的「穩定島」，有可能被合成出來，這些核被稱為超重核。原子核為超重核的元素稱為超重元素。

super heavy elements即原子量大於已發現元素的假設新元素。一經發現,則將這些元素排在現周期表元素之後。

根據核理論預言可能存在的原子序數大於 110的化學元素。相對應的原子核稱為超重核。自從1940年人工合成93號元素錼和94號元素鈽以來，元素周期表就開始「延長」。隨著超鈽元素的陸續合成，元素周期表究竟能延長到哪裡的問題很自然地就提到了人們的面前，為了回答這個問題，在1966年前後，核理論工作者根據原子核的殼層模型理論提出了關於超重元素存在的預言。

20世紀20年代末發展起來的原子核殼層模型理論解釋了周期表中具有2、8、20、28、50、82和 126等幻數的核的豐度較大和特別穩定等實驗結果。1948年以來,美國物理學家M.G.邁爾等強調了質子數Z或中子數N為幻數的原子核的特別穩定性。1959年丹麥物理學家S.G.尼爾松等將尼爾松單粒子能級圖外推到Z=126，顯示出 Z=114的殼層效應。

1960年前後瑞典物理學家S.A.E.約翰松在普遍液滴模型基礎上，利用尼爾松軌道作了殼修正；他的計算證明，在N=184附近可能存在壽命足夠長的核。1965～1966年邁爾等推廣了液滴模型公式，並在核近似為球形時加以殼修正，從半經驗質量公式出發,預言超重核穩定島的存在。裂變勢壘高達幾兆電子伏。蘇聯物理學家B.M.斯特魯賓斯基發展了殼修正法，提出Z=114為質子幻數。1969年尼爾松等全面系統地進行了計算和討論,得出了Z=114、N=184的核298114為雙幻數核，圍繞它可能存在一個由成百個超重核組成的穩定島，其中壽命最長的可達108年。

1972年核物理學家 E.O.菲塞特等預測最穩定的超重核自發裂變半衰期可達 1015年。1976年丹麥核物理學家J.朗德魯普等又進一步修正計算模型,預測最穩定的超重核自發裂變或α衰變半衰期約為1年。可見根據不同模型計算出來的超重核半衰期能相差幾十個數量級。1977年美國核物理學家J.R.尼克斯等估計, 由於計算採用單粒子能級圖以及計算模型等因素,使超重核自發裂變半衰期預測值的不確定因子達10±7～10±10。1986年聯邦德國核化學家P.默勒等引進他們提出的殼修正，應用一個半經驗關係式計算超重核的自發裂變或α衰變的半衰期僅為1～2秒,這一結果使得尋找超重元素的研究面臨著十分困難的局面。

十幾年來尋找超重元素的種種實驗,雖未獲成功,但從殼層模型理論對已有實驗事實的成功解釋來看，在鉛208雙幻數核以後,還是有可能存在下一個雙幻數核的。也就是說，可能存在一個超重核穩定島。即使島上超重核的壽命達不到預測值那樣長──穩定島不像理論預測的那樣高或大。但島上原子核的壽命肯定比其周圍的原子核要長，足以用核探測器測定。持樂觀態度的核化學家認為，穩定島的存在是無疑的，重離子合成反應可能是合成超重核的比較現實的途徑。

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（本文章素材來源於網絡，旨在科普趣味知識，不代表個人觀點。）

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