100 鐨 紀(jì)念恩里科·費(fèi)米的元素 鐨是一種強(qiáng)放射性元素,它在氫彈爆炸的輻射落塵中被發(fā)現(xiàn),為了紀(jì)念著名物理學(xué)家恩里科·費(fèi)米(Enrico Fermi),第100號(hào)元素被命名為Fermium(鐨)。 鐨首先是在氫彈爆炸的輻射落塵中發(fā)現(xiàn)的。1952年11月1日第一顆氫彈“Ivy Mike”成功引爆,在對(duì)輻射落塵的初步檢驗(yàn)后,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種钚的新的同位素(244Pu),據(jù)推測(cè)它只能通過(guò)238U吸收6顆中子,再進(jìn)行兩次β衰變才會(huì)形成。但當(dāng)時(shí)主流的觀點(diǎn)認(rèn)為,重原子核吸收中子是非常罕見(jiàn)的,244Pu的發(fā)現(xiàn)意味著鈾原子核也可能會(huì)吸收更多的中子,從而形成更重的元素。99號(hào)元素锿很快就在與爆炸云接觸過(guò)的濾紙上被發(fā)現(xiàn)了。它是238U在捕獲15顆中子并進(jìn)行7次β衰變后形成的。锿元素的發(fā)現(xiàn)驗(yàn)證了研究人員的假說(shuō),同時(shí)也揭示了在核爆過(guò)程中還有可能產(chǎn)生其他重元素。 在核試驗(yàn)進(jìn)行地點(diǎn):埃內(nèi)韋塔克環(huán)礁周圍采集的受污染的珊瑚礁也被送到美國(guó)加州勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究。兩個(gè)月后,Albert Ghiorso率領(lǐng)的研究人員發(fā)現(xiàn)分離的部分樣本能放射高能量的α粒子(7.1 MeV),半衰期大約為1天。如此短的半衰期意味著其肯定源于某種锿同位素的β衰變,也就是說(shuō)樣本本身肯定含有第100號(hào)元素的某種同位素。很快研究人員便確認(rèn)該同位素為255Fm。 為了紀(jì)念諾貝爾獎(jiǎng)得主原子核物理學(xué)家恩里科·費(fèi)米(Enrico Fermi)在原子彈制造方面的卓越貢獻(xiàn),該新元素被命名為Fermium。鐨具有較重錒系元素的典型性質(zhì),放射性很強(qiáng),毒性也同樣很強(qiáng)。[1-4] Enrico Fermi是美籍意大利裔著名物理學(xué)家,美國(guó)芝加哥大學(xué)物理學(xué)教授,1938年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主。 長(zhǎng)期以來(lái),人們認(rèn)為元素周期表上最后一個(gè)元素是92號(hào)元素鈾。1934年,當(dāng)Fermi等人用中子轟擊鈾時(shí),他們發(fā)現(xiàn)在這些鈾的衰變產(chǎn)物中,有一種是原子序數(shù)為93的新元素。他們認(rèn)為這是由于中子轟擊鈾核,使鈾的原子量增加而形成的。Fermi等人關(guān)于93號(hào)新元素的實(shí)驗(yàn)報(bào)告發(fā)表后,由于當(dāng)時(shí)缺乏一種對(duì)鈾元素受到中子轟擊后的產(chǎn)物進(jìn)行精確的分離和分析的有效手段,這件事在各國(guó)科學(xué)家中引起了一場(chǎng)激烈而持續(xù)的爭(zhēng)論。雖然Fermi未能解決這個(gè)謎團(tuán),但卻意外地取得另一項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn):中子在到達(dá)被輻射物質(zhì)之前,會(huì)和含氫物質(zhì)中的氫原子核碰撞,導(dǎo)致其速度大大降低——這種降低了速度的“慢中子”,更容易引起被輻射物質(zhì)的核反應(yīng)。這正如速度太快的籃球容易從框上彈出去,速度慢的較容易進(jìn)籃一樣,使用慢中子轟擊原子核的方法很快就被各國(guó)科學(xué)家采用。1938年11月10日,F(xiàn)ermi因其在認(rèn)證由中子轟擊所產(chǎn)生的新的放射性元素及在該研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)慢中子反應(yīng)這兩項(xiàng)杰出的工作而獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 1942年,為了世界反法西斯戰(zhàn)爭(zhēng)的勝利,盟國(guó)決定搶在納粹德國(guó)之前制造核武器,這就是著名的“曼哈頓計(jì)劃”。Fermi參與并領(lǐng)導(dǎo)了“曼哈頓計(jì)劃”,1942年12月,他領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在芝加哥大學(xué)建立了人類第一臺(tái)可控核反應(yīng)堆(芝加哥一號(hào)堆,Chicago Pile-1),并成功進(jìn)行了第一次由人類控制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng),這為第一顆原子彈的成功爆炸奠定了基礎(chǔ),標(biāo)志著人類從此邁入原子能時(shí)代,由于Fermi的杰出貢獻(xiàn),他也被譽(yù)為“原子能之父”。為紀(jì)念Fermi對(duì)核物理學(xué)的貢獻(xiàn),美國(guó)原子能委員會(huì)建立了“費(fèi)米獎(jiǎng)”,以表彰為和平利用核能作出貢獻(xiàn)的各國(guó)科學(xué)家。 Fermi一生的最后幾年主要從事高能物理的研究,也做出了許多杰出的貢獻(xiàn):他揭示宇宙線中原粒子的加速機(jī)制,研究了π介子、μ子和核子的相互作用,并提出宇宙線起源理論。他還與楊振寧合作,提出基本粒子的第一個(gè)復(fù)合模型。1952年,F(xiàn)ermi還發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)強(qiáng)子共振──同位旋四重態(tài)。 Enrico Fermi是20世紀(jì)無(wú)可爭(zhēng)議的最偉大的科學(xué)家之一,為了紀(jì)念他,第100號(hào)元素被命名為Fermium。[5-7] [1] Ghiorso, Albert (2003). “Einsteinium and Fermium”. Chemical and Engineering News. 81 (36): 174–175. doi:10.1021/cen-v081n036.p174. [2] Ghiorso, A.; Thompson, S.; Higgins, G.; Seaborg, Glenn T.; Studier, M.; Fields, P.; Fried, S.; Diamond, H.; et al. (1955). “New Elements Einsteinium and Fermium, Atomic Numbers 99 and 100”. Phys. Rev. 99 (3): 1048–1049. Bibcode:1955PhRv…99.1048G. doi:10.1103/PhysRev.99.1048. [3] Silva, Robert J. (2006). “Fermium, Mendelevium, Nobelium, and Lawrencium”. In Morss, Lester R.; Edelstein, Norman M.; Fuger, Jean (eds.). The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements. 3 (3rd ed.). Dordrecht: Springer. pp. 1621–1651. doi:10.1007/1-4020-3598-5_13. ISBN 978-1-4020-3555-5. Archived from the original on 17 July 2010. [4] Ghiorso, A.; Thompson, S.; Higgins, G.; Seaborg, Glenn T.; Studier, M.; Fields, P.; Fried, S.; Diamond, H.; et al. (1955). “New Elements Einsteinium and Fermium, Atomic Numbers 99 and 100”. Phys. Rev. 99 (3): 1048–1049. Bibcode:1955PhRv…99.1048G. doi:10.1103/PhysRev.99.1048. [5] https://www./prizes/physics/1938/fermi/biographical/ [6] https://www.lib./projects/centcat/fac/facch26_01.html [7] http://fermi.lib./
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