115号元素存在又添新证据

诸平

据美国化学会《化学与工程新闻》（C&EN）周刊2013年8月30日出版的第91卷第35期报道，科学已经再次检测到115元素的相关信息，如果第115号元素得到认可，这意味着化学元素周期表中的空缺又将被一种新元素填充，超重元素的预言再次得到证实。按照IUPAC对超重元素的命名原则,第115元素的元素符号应该为Uup。

发现第115号元素的新证据研究是由一个国际性的研究团队合作完成的，研究人员首次用x射线检测方法得到该元素存在的新证据，这也是Uup首次报道被发现以来10年时间后的又一次新发现。该研究成果在新一期美国《物理评论通讯》（Phys. Rev. Lett.）杂志发表，研究报告声称，第115号元素的存在又添新证据。如获认可，元素周期表将增加一种新成员。

Uup首次报道是2003年9月24日，俄罗斯杜布纳联合核研究所发布消息称，他们已成功合成了门捷列夫元素周期表中的第115号元素，并再次证实了原子核物理中的“稳定岛”假说。为了合成第115号元素，尤里·奥加涅相院士领导的科研小组用加速到1/10光速的钙离子（₂₀Ca）轰击用镅元素（₉₅Am）制成的靶，并在分离115号元素的原子核后进行了衰变记录。3次实验记录的原子核衰变过程完全一样：经过5次持续时间大约20秒左右的α衰变后，得到了105号元素Uuq的同位素,存在的时间超过了20小时，从而再次证实了“稳定岛”假说。

合成Uuq的工作是在2003年7月14日至8月10日,在杜布纳联合核研究所的加速器上进行的。当时参与Uuq合成的科学家除了来自俄罗斯的之外，还有美国的科学家也参与了其研究工作。尽管科学家声称他们已经合成了Uuq，但是由于这种元素具有高放射性，会在不到一秒时间内衰变成其他元素，即很不稳定。所以对于2003年俄美科研人员首次发现Uuq的结果，一直尚未得到最后确认。相隔10年之后，瑞典隆德大学（ LundUniversity）的核物理学家德克·鲁道夫（Dirk Rudolph）带领的研究团队，在德国达姆施塔特（ Darmstadt）的GSI重离子加速器中心，科学家的实验结果再一次为Uuq的存在提供了新证据，研究结果2013年8月7日在《物理评论通讯》（Phys. Rev. Lett.）网站发表了“115号元素衰变链的光谱学”研究结果——D. Rudolph et al. Spectroscopyof element 115 decay chains. Phys. Rev. Lett.2013年8月29日在GSI网站也有相关报道——“Newsuperheavy elements can be uniquely identified”。

科学家采用高分辨率的α射线、X射线和γ射线重合光谱实验，在德国达姆施塔特（ Darmstadt）的GSI重离子加速器中心进行了相关研究，用钙（₂₀Ca）的同位素⁴⁸ Ca轰击用镅元素（₉₅Am）的同位素²⁴³Am制成的靶，进行融合蒸发反应（fusion-evaporation reaction），分离得到115号元素的原子核后进行了衰变记录研究，检测到30个相关的α衰变链。观察结果与以前源于Z = 115的Uuq元素衰变链相符合。这项发现再次证明了第115号元素的存在，不过它要等待国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的认可，才能获得正式名称并被纳入元素周期表。

　　化学元素是具有相同核电荷数(即相同质子数)的同一类原子的总称。序号在92以后的重元素在自然界中难以稳定存在，只能人工合成。近年来，科学家合成了一系列超重元素，第115号元素的两个近邻，第114号和第116号元素已经于2012年正式成为元素周期表的新成员。元素周期表（见上图）中，第7周期已经基本全部填满，按照目前周期表的元素排布规律，第119号元素将可能成为第8周期的第一种元素，也应该是碱金属族最重、最活泼的一种元素。