放射性元素(下)
终结者:锕、钍、镤、钚、镎、铀


文章出自:博物 2010年第05期 作者: 丛恒将 

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放射性元素绝不仅仅靠射线一招吃遍天下,它们有更厉害的“裂变”本领,比如放射性元素中的钍、钚、铀,就被称为足以毁灭世界的“终结者”。

在元素宿舍最底层的地下室中挤着15个兄弟,它们就是“锕系元素”。之所以这样安排,一是因为它们有着非常相近的性质,二则是因为,这些家伙都有潜在的暴力倾向。纵观整个元素周期表,越是底层的元素质量越大,原子中所含核子(中子和质子)的数量越来越多。核子到了一定数量时,这个元素的物理性质便不再稳定,发生“衰变”,从一种元素衰变成另一种元素,同时也具备了放射性。最前面的锕、钍、镤、铀、镎、钚是地球中自然存在的放射性元素,后面9个质量大于铀的元素只能人工合成,存在的时间只以天、小时,甚至分秒计算,不久就会变得无影无踪。放下这些人工合成元素暂且不表,假若用中子去轰击钚、铀这些“极重”的放射性元素,就会出现一种链式“裂变”反应,发生反应的同时释放出巨大的能量,这就是“原子弹”的原理。

“低能”的核弹们
原子弹的威力巨大,它是在利用重元素裂变反应的巨大能量。氢弹的威力更加恐怖,它利用了氢元素核聚变产生的能量,而且需要原子弹进行引爆。不过这些核弹运用的理论只能算作“低能物理”范畴,真正的“高能物理”是宇宙中诸如黑洞喷流之类的离奇现象。

兵家必争的宝石
这黑黢黢的石头貌似不起眼,然而在能源危机四伏的今天,核能源成了一根救命稻草,铀矿石便成了宝石。那具有沥青光泽的黑色部分就是铀矿石,也被称为“沥青铀矿”。

在铀献身原子弹之前,它很长一段时间都在作“玻璃染色匠”,因为一些铀的化合物颜色还是相当养眼的,用来做玻璃着色剂或者陶瓷的釉料很不错。可是铀不甘寂寞,总想干出惊天动地的事情来。1938年人们发现铀核裂变后,它出名的机会来了,一下子就在日本广岛爆炸了一颗铀弹,轰动世界。铀的一个邻居“钚”同样可以作为原子弹的主要原料,在日本长崎市爆炸的就是一颗“钚弹”,威力相对铀而言有过之而无不及。


有毒的“红宝石”
这漂亮的红色宝石其实是钚的化合物。它有多毒?生物毒素中的肉毒毒素号称是世界上最毒的物质之一,一粒芝麻大小的纯品可以毒死1000万只小白鼠,而钚比肉毒毒素还要厉害得多。

作为“终结者”之一,钚并非只以核弹闻名,它同时还是威力巨大的剧毒元素。5克的钚足以毒死所有人类。只有肉毒梭菌、氰化钾一类毒素可与之相媲美的。然而核弹也好,剧毒武器也好,这都不是铀、钚这类锕系放射元素的主业。同样是在释放能量,一旦“核裂变”变得可控制,就成为了一种效率极高的清洁能源,1吨天然铀释放的能量约等于100万吨煤,况且地球中所蕴含的铀元素相当可观,这些具有“暴力倾向”的破坏终结者,最终会变成化石能源的终结者。

核反应堆=温柔原子弹
幽蓝色光的铀,是核反应堆中最科幻的场景。与核弹不同的是,反应堆让铀缓慢释放出巨大的能量。在清水反应堆中,1吨天然铀相当于10000多吨煤,而在快中子增殖堆中,1吨天然铀约等于100万吨煤。

元素档案

责任编辑 / 张超 

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