铀元素

铀元素,第1张

元素 铀是自然界最重的元素吗?为什么?

是的!铀是元素周期表92号元素,是自然界中存在最重的天然元素。

除了我们在实验室中创造的哪些更重的元素以外,我们还没有在自然界中发现任何含有93个质子(镎)、94个质子(钚)或更多质子元素的矿物。

下图是一个自然元素周期表:那么我们肯定会问:为什么铀是地球上最重的元素?原因有两个:一个很明显,另一个非常微妙。

元素衰变很明显的原因是,上图浅灰色显示的元素,43-Tc, 61-Pm,以及上面的所有元素,包括93-Np在内这些元素都不稳定。

它们和其他元素一样都在恒星和超新星中产生,但它们会经历放射性衰变,成为其他稳定的元素(1-42号、44-60号和62-92号)。

但是92号元素铀,它最稳定的同位素铀238(92个质子+ 146个中子)的半衰期约为45亿年,相当于地球的年龄。

这就解释了我们地球上为什么还有这么多铀,目前只有大约50%的原子有足够的衰变时间。

可裂变类型的铀235(比铀238少3个中子),稳定性较差,半衰期为7亿年,现在仍然存在。

到目前为止,虽然铀235的比例已经下降了98.8%。

然而,元素的总量很大,对我们来说仍然有足够的剩余,地球上还有很多铀235。

但是每一个比铅重的元素(元素82号)都不稳定,并且最终会发生衰变!在地球上所有不稳定元素中,奇怪的是为什么在自然界中没有发现比铀重的钚(94号)呢?钚244有94个质子和150个中子,它的半衰期为8300万年,这意味着在地球上应该还有少量的钚。

在自然界中,它比元素镤(91号)和锕(89号)更稳定,半衰期更长。

但只有一项研究声称发现了天然钚,但其结果并未被普遍接受。

那么,现在让我们来看一个更微妙的问题:为什么地球上没有钚-244呢?一开始超新星就没有为我们提供比铀更重的元素我们知道只有在超新星中才能产生比铁-56更重的元素,当巨大、垂死的恒星坍缩并爆炸时,重元素会被抛洒到星际介质重,并重新坍缩形成新的恒星和行星。

这就是地球上所有元素的来源。

但是,产生我们的超新星一定没有足够的能量来制造大量的钚!不然我们地球上肯定还有比铀更重的钚存在!但是在宇宙中有比普通超新星强大100倍的超新星爆发,所以在宇宙中肯定有大量的钚存在。

下图中的超新星可能就是一个很好的例子:这颗超新星爆炸后形成的下一代恒星和行星中,它们最重的元素就不是铀(92号元素)了,它们会把钚(94号元素)看作是自然界中存在的最重元素,甚至可能把锔-247(96号元素)看作是最重的元素!但是,从更轻的角度来看,肯定会有一些行星上最重的元素比铀还要轻,甚至可能比铅还要轻!但是,铀是我们在地球上发现的最重的自然元素,也许还有更重的元素存在!只是我们没有发现而已!

根据现在的元素理论,超铀元素基本都是人工合成的元素,自然界最重的元素就是92号元素铀;然而《新科学家》杂志早前的一则报道,一支物理学家小组表示在自然矿物精致溶液中发现了少量特别重的原子,他们将钍(原子序数为90)的纯溶液通过一个大规模的分光计时,测量其单个原子的重量,最终发现超重元素Unbibium,其原子序数为122,原子量也超过292,通常情况下,该超重元素都很不稳定,极易裂变分解,但科学家认为该元素可能是稳定的,且半衰期超过一亿年,但在自然界中极少存在。

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