当前位置:首页 > 教师频道 > 教育科研 >

点“石”成金与诺贝尔奖

添加时间:2010-10-09

     金,俗称黄金,在化学元素家族中“排行”79,密度19.3gcm-3(20℃),熔点1063℃,沸点2600℃,黄金以它美丽的光泽,优异的性能和稀缺的资源却被人类视为“尊贵”之物,

古代,有许多炼丹家们曾从事炼金术的研究,他们企图通过化学方法将那些随处可见的金属变成黄金,都没有能够成功。在1941年,人类数千年来的“人造黄金”梦终于变成了现实。在此之前人们研究人工核核反应还有多人获得诺贝尔奖呢。

在1919年,卢瑟福和他的助手用镭放射出来的α粒子做“炮弹”去轰击氮原子核。检测发现,氮原子核受轰击后,衰变为氧,并释放出带一个单位正电荷的质子42He+ 147N→178O+1H,卢瑟福的实验第一次实现了人工核反应,利用人为的方法把一种元素转变成了另一种元素,同时证明了质子的存在。

1932年1月,伊伦·约里奥—居里(居里夫人的女儿)和她的丈夫约里奥—居里用钋源放射出的α粒子轰击铍时发现,铍蜕变时产生一种穿透本领很强的不带电粒子流。他们未曾注意到卢瑟福关于“中子”的预言,而认为这种中性粒子流是光子。英国物理学家查德威克是卢瑟福的学生,自然透彻了解其老师“存在中子”的思想。当他得知约里奥—居里夫妇的实验结果时更猜想,铍蜕变时放出的中性粒子可能就是中子。他立即利用放射源钋发射的α粒子来轰击铍金属,对铍放射出的中性粒子进行鉴别后发现,这种中性粒子具有静止质量,而且速度也比光速小。因此后来得以证实就是中子。

1932年,英国卡文迪许实验室的两个青年人瓦尔顿和考克罗夫特在卢瑟福的指导下,设计了一架巨型机器,被称为“当代炼金术”,在巨型粒子加速器中,用超高速的质子、中子、氘核、a粒子等“粒子炮弹”去轰击原子,原子可被击破,质子、中子和电子便可以重新组合成新的原子。

1934年1月,约里奥—居里夫妇公布了用α粒子轰击轻元素,产生人工放射性元素的实验结果。放射性元素可由人工产生的发现具有重大意义,约里奥—居里夫妇也因此获得1935年化学诺贝尔奖。费米因成功地用中子轰击原子核,创造了一系列新的放射性同位素以及发现慢中子效应而获得1938年诺贝尔物理学奖。

1941年美国哈佛大学的班布里奇博士率领助手,利用“慢中子技术”成功地将比金原子序数大1的汞变成了金。1980年,美国劳伦斯伯克利研究所的研究人员、又一次把83号元素铋转变成了金。他们把铋置入高能加速器中,用近乎光速的粒子去轰击铋的原子核,结果4个质子破核而出,剩下了79个质子,铋原子的结构便发生了相应的突变,一跃而成为金原子。用类似的方法他们把82号元素铅也变成了金,其实就是人工进行的核反应而已。

    黄金目前只能用这样的人工方法制造,且只能在极少数拥有高科技的实验室里进行。可以想象,用此法来获得黄金无疑是“得不偿失”其实人工合成的好多金属要比黄金价格高得多得多。

孔丽萍