元素

117 Tennesine Ts

本文作者:漂泊

是一种人工合成的放射性元素,元素符号Ts,由美俄科学家合作利用48Ca轰击249Bk得到,得名于美国橡树岭国家实验室所在地「田纳西州」。

Ts的基本物理性质

分类 第ⅦA族(放射性元素)
原子序号原子量 117 [294]
电子配置 7s27p5
发现者 杜布纳联合核子研究所、橡树岭国家实验室、劳伦斯利弗莫尔国家实验室
同位素 293Ts, 294Ts
最长半衰期 51ms(294Ts)
前后的元素 鉝-石田-气奥

Ts的发现

2004年12月,俄罗斯杜布纳联合核子研究所向美国橡树岭国家实验室发出了合作邀请——合作合成117号元素。越重的元素其原子核中需要越多的中子来使其保持稳定,在轻元素之中,48Ca是中子比质子最多的粒子——是最合适的轰击“子弹”,因此,若要合成117元素,则需要97号元素锫靶,而橡树岭国家实验室是世界上少数几个能够生产锫元素的研究机构。最常见的锫同位素是249Bk,主要经高通量核反应炉产生。第二重要的同位素247Bk要用高能α粒子轰击244Cm产生。

2009年,在进行250天的辐射后,橡树岭国家实验室制成了22毫克的249Bk,并在其后的90天内对该样本进行了纯化处理。纯化后的锫元素同年被送到俄罗斯杜布纳联合核子研究所,由于公文问题在这个过程中曾产生过一些波折,导致这批锫在大西洋之间多次往返。杜布纳联合核子研究所的研究人员获得了锫之后,他们以加速的48Ca离子轰击249Bk 150天后,成功合成了117号元素(297117)。297117有两条衰变链,如图所示。2014年,美德科学家合作又确认了这一结果。

117号元素的合成是世界各国科学家通力合作的产物。2016年,IUPAC将其命名为Tennessine,以纪念在合成117号元素过程中发挥重要作用的橡树岭国家实验室的所在地田纳西州。Tennessine符号为Ts,中文译名为“石田”。 [1-9]

橡树岭国家实验室

橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory, ORNL)是美国能源部所属的一个大型国家实验室,成立于1943年,最初是作为美国曼哈顿计划的一部分。第二次世界大战期间,为了赶在德国之前造出原子弹,美国启动了“曼哈顿工程”。作为曼哈顿工程的一部分,在田纳西州诺克斯维尔以西30公里处的克林顿小镇,从事核武试验研究的克林顿实验室破土动工,它以生产和分离铀和钚为主要目的,原称为克林顿实验室。2000年4月以后由田纳西大学和Battelle纪念研究所共同管理。很长一段时间内,在公开出版的地图上是找不到橡树岭的。即使在2013年,用GPS也只能查出该实验室所在的街道,但找不到它具体的门牌号码位置。

橡树岭国家实验室拥有众多的重要科学研究设施,建设了新的纳米材料科学中心、基因科学中心、世界上最大的超级计算机中心等,还有价值14亿美元的散裂中子源,并设有多个核科学实验室如高通量同位素反应堆等。此外,橡树岭国家实验室还拥有等时性回旋加速器,这是一台可变能量多粒子加速器,1962年建成。等时性或磁场沿方位角变化回旋加速器的概念首先由L.H. Thomas于1938年提出。等时性是指通过径向增加磁场以补偿离子质量因相对论效应增加所得到的沿轨道绕转的恒定频率。因为径向增加磁场使束流散焦,为环流时没有损失和有效引出,所以需要磁场中调节方位角使束流聚焦。它的主要用途是作为产生放射性离子束的驱动器,给位于放射性离子束注入器平台的靶-离子源装置提供强质子、氘核和α粒子。这可以用于核反应。[10-13]

参考文献

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