镎

米拉Senthilingam

本周，行星元素帮助制造了原子弹。

布莱恩·克莱格

我们都很熟悉铀而且钚人们很容易忽略它们是以太阳系第七和第九大行星的名字命名的。(至少，冥王星是第九大行星，直到2006年被剥夺了这一地位。)在这些行星之间坐落着海王星，这两个元素之间的空隙为它们相对默默无闻的表亲留下了空间，镎-元素周期表中的第93号元素。

1940年6月，在伯克利辐射实验室工作的美国物理学家埃德温·麦克米兰和菲利普·艾贝尔森写了一篇论文，描述了在使用回旋粒子加速器用中子轰击铀时发现的铀反应。值得注意的是，公开发表的伯克利论文表明了克服制造原子弹最大障碍之一的第一步——这篇论文发表于第二次世界大战双方都在寻找铀问题的解决方案之时。

铀的问题在于，制造核弹所需的同位素铀235与稀有得多的铀238难以分离。它们的化学性质相同。但是，如果铀238在反应堆中被鼓励吸收一个慢中子，它就会变成不稳定的同位素铀239。这经历了一种叫做β衰变的核反应，中子变成质子，在这个过程中释放出一个电子(由于历史原因，电子在这种情况下被称为β粒子)。

的结果麦克米兰和艾贝尔森的反应产生了一种新的元素，一种在自然界中从未见过的元素。到了第二年，这种元素被称为镎。但镎239也不稳定，很快就会产生另一个电子，向原子核中添加第二个质子，变成钚。这是用来制造世界上第一颗原子弹的材料。

不过，就我们的目的而言，重要的是镎是被召唤出来的。这是第三次幸运地为一个元素使用这个名称。1877年，一位名叫赫尔曼的德国化学家在钽矿中发现了一种他认为是新元素的物质，并将其命名为镎。然后在1886年，另一个德国人，克莱门斯·温克勒，分离出了我们现在所说的锗并打算把它叫做镎，直到他发现赫尔曼先用了这个名字。但赫尔曼的说法后来被证明是错误的，镎再次释放出来，为麦克米兰和艾贝尔森的部署做好了准备。

真正的镎位于锕系元素中的铀和钚之间，锕系元素是元素周期表上从两者之间弹出的浮动条镭而且铹。它是一种银色的金属物质，就像它的许多邻居一样，它最稳定的形式是同位素镎237，其半衰期(原始量的一半衰变所需的时间)超过200万年，这是一种现在最有可能作为核反应堆的副产品产生的镎。在最初的反应中，形成的是半衰期只有2天多一点的镎239。

虽然直到在反应堆中被制造出来才被发现，但镎确实以自然形式存在于地球上，当铀在反应堆中经历这个过程时，从另一个分裂的铀原子中捕获一个中子，并释放一个β粒子将其转化为镎——但这种情况只发生在极少量的情况下。在普通家庭中可以发现更多的镎。

这是因为许多烟雾探测器使用镅241元素中的α粒子来电离探测室中的空气。镅在衰变过程中逐渐转化为镎，但由于镅的半衰期为432年，因此在探测器的寿命内不会产生太多。

实际上，镎几乎没有什么用处。唯一重要的应用是高能中子的监测器，即使在这里也很少见。但从原则上讲，它可能有更致命的用途。1940年生产的镎239由于太不稳定而无法使用，很快就会转化为钚，而镎237正好可以用来制造原子弹。

把足够的镎237聚集在一起，你就有了一个核装置。达到临界并产生核爆炸所需的量大约是60公斤。这不是一个不切实际的数量。核反应堆每年产生超过50吨的镎废料。但与钚或浓缩铀相比，镎并没有特别的优势，因此还没有投入使用。即便如此，由于存在落入恐怖分子或流氓国家之手的风险，镎废料的处理必须与传统的原子弹原料一样安全。

最后，镎并没有被证明是最有用的元素。当它出现在核反应堆中，或作为烟雾探测器中镅衰变的最终产物时，它被视为废物，而且它是一种持续时间特别长、令人讨厌的废物，其半衰期长达200万年。但至少镎迷们可以说，它的名字甚至超过了纽约。因为镎很好，他们给它命名了三次。

米拉Senthilingam

如此之好，它可以产生核爆炸。以上是布莱恩·克莱格为您带来的爆炸性持久化学物质镎。下周有一个元素喜欢避免自己成为焦点，但却帮助别人成为焦点。

西蒙棉花

有很多日常应用钇化合物。在它的化合物中，钇总是以钇三正离子的形式存在，这意味着它是无色的，没有未配对的电子;因此，它本身没有任何有趣的磁性或波谱特性。这样做的好处是，钇化合物是其他镧系元素的很好的宿主材料。最常见的应用是阴极射线管中的红色荧光粉，就像传统彩色电视机中使用的那样。

米拉Senthilingam

西蒙·科顿将在下周的《元素化学》中透露更多钇的配角。在那之前，我是Meera Senthilingam，感谢大家的收听。