锝的意思是“人造”

2.锝的意思是“人造”

很早以前，我与Fermi在罗马一起研究放射能。我们一起工作了五六年时间，后来于1936年，离开罗马搬到了Palermo。那里的实验室小而简陋，根本无法与柏克莱那样的大研究室相比，我尝试寻找在那种条件下也可以做的研究题目。1936年，我到柏克莱去参观37英寸回旋加速器，当时它主要用于重质子的加速，当然那个小加速器现在已不再使用。我带着一小片被重质子照射过的钼回到了Palermo。

我们推算，用重质子冲击钼可以生成原子序数为43的元素———锝（Tc）。钼的原子核内有42个质子。重氢的原子核，有一个质子和一个中子。钼受到重质子的冲击，质子数增加1，变为43，成为元素锝。

我们认为钼的原子核受到重质子的冲击会吞下一个质子，所以一定能得到锝，可这只是一个假设，还需要用实验来证明。我们采用追踪技术，先把经过重质子照射的钼溶化，在溶液中加入种种元素作为追踪物质。然后在溶液中寻找类似于铼或锰的物质。因为铼和锰在元素周期表上与锝排在同一直列。经过一系列的复杂操作之后，我们终于于1937年发现了一种物质并证明它是新元素。它与铼很相似，后来，我们甚至从铼中将其分离了出来。

这是最初的人造元素，我们把它叫做锝，意思是Technetium（人造的）。在这项工作中，我们得到了矿物学家培莉伊的帮助。这项工作的强度可与从矿山掘出矿石相提并论，而对于矿物学家，这种工作已经是司空见惯了。

1938年，我与柏克莱的Seabarg博士发现了一种锝的同位素，它的半衰期约为20万年。另外，我和吴小姐在铀的核分裂生成物中也发现了这种物质。

这张照片实际上是装有少量锝化合物的标本，标本中锝的量虽然不大，但它已经占有全世界的大部分锝了。这是在OakRidge国立研究所，由核分裂连锁反应造出来的。如果我们使用的是1938年时的那些方法，是不可能造出如此多的锝的。

砹的发现

第二个被发现的是砹。照理说用1936年的小型回旋加速器是无法造出砹的。要造出具备足够能量打进铋原子核的阿尔法粒子，就需要更大的回旋加速器。

阿尔法粒子有两个质子和两个中子。铋有83个质子，如果将两个质子打进铋的原子核，就可以得到质子数为85的元素，也就是砹。事实也正是如此：先将氦原子核周围的电子赶出，这样就得到了阿尔法粒子。然后借助回旋加速器使其加速，用加速后的阿尔法粒子撞击铋的原子核。如果阿尔法粒子顺利进入铋的原子核，就会有两个中子被弹出去，得到的就是砹的原子。当然还需要用化学方法对元素做出确认。

与锝的发现相比，这项工作要轻松得多。砹和碘一样具有升华性。我们利用这一点，把经过阿尔法粒子照射的铋加热，砹就会升华从而分离出来。当然在1940年，也就是在发现砹的年代，当时的实验并不像现在说得这么简单。

如果把碘放进容器加热，就会有碘蒸气升华出来，并集中在白金板上。同样的方法也适用于砹。被阿尔法粒子照射过的小片铋中含有微量的砹，将其放进容器加热，砹也会升华出来。不过砹与碘不同，是看不见的，我们可以利用砹的放射能，用盖氏计数器证明它的存在。

卤族元素的名字都是根据它们的性质取的：如氯（chlorine）是“绿色”、溴（bromine）是“臭味”、碘（iodine）是“紫色”的意思。而砹的意思是Astatine（不安定），这是因为砹不仅没有气味，而且不管怎么处理，都无法使之成形并使我们看得见它。只有通过检测放射能，才能证明它的存在。

砹的化学性质与卤族元素最接近，尤其最像碘，所以在发现砹之前，它被称为“拟碘”。它在生理学上也具有与碘相似的性质，都会集中于人体或动物的甲状腺上。

钷的发现

元素周期表上空着的第四种元素是“钷，Prometium”，原子序数为61。“钷，Prometium”取自希腊神话中提旦族英雄Prometheus的名字，他从神的手中盗取火种，送到了人间。

钷是在原子炉中被发现的，并没有借助回旋加速器。1945年，OakRidge国立研究所的Grendenin、Marinski和Collaiwed三位科学家共同完成了对钷的化学上的确认。

钷属于“稀土类”，因此其化学性质与镧系元素很相似。硝酸钷呈粉末状，没有什么特性。

以上提到的空着的4种元素，原则上在自然界中都是难存在的，它们都是不稳定的放射性物质。

从实用的角度来看，它们的利用价值几乎为零。但是从研究原子或原子核构造的立场来看，它们不仅有趣而且很重要。