1900:游走在欧洲的物理学霸 第1289节
在实验室建立的过程中,他向费米传授了很多经验。
此刻,费米将氡元素反射出的α射线引导到铍元素上。
接着,他开始测量生成的中子的动能大小,以此来判断中子流的强度,是否能作为轰击源使用。
啪!
在费米惊喜的目光下,检测器闪烁起耀眼的光芒。
“天啊!”
“这种强度,比以往的任何射线都要强!”
这一刻,费米甚至有种想哭的冲动。
经历了那么多的失败,看着物理学界风起云涌,成果爆发,他的坚持早已到达极限。
而现在中子撞击所散发的光芒,是他内心淬炼后的锋芒!
很快,阿马尔迪、拉塞蒂等人脸色绯红地赶来。
刚一进实验室,他们就看到了费米那压抑不住的开心。
“教皇,你成功了吗?”
费米回过头,大声说道:
“我找到了!”
“我找到最强中子源了!”
轰!
众人顿时高兴的手舞足蹈。
费米之前的计划能够实施了!
塞格雷喝的最少,此刻是最清醒的。
他连忙说道:
“那我们赶紧试一试。”
“先从锂元素开始吧,它是原子序数最小的固体,实验最简单。”
说罢,他连忙找到之前制备好的锂元素样品。
这就是团队合作的重要性。
费米在探索的时候,其他人也没有闲着。
很快,塞格雷就摆放好了锂元素。
在众人的万分期待下,实验开始!
氡元素发射的α射线,首先轰击到铍元素上,产生强悍的中子流。
接着,中子流撞击在锂元素之上。
虽然肉眼看不见任何现象,但众人很清楚,微观领域,一场惨烈的战争爆发了。
最后,在所有人震惊的目光下。
放射性出现了!
“哦,上帝啊!”
“那么难寻找的人工放射性,我们竟然一次就成功了!”
“教皇,你太强了!”
这一刻,费米简直就是少年团心中真正的英雄,意大利科学的英雄!
他用最强中子源,轰击出一片广阔的未来!
第661章 论文发表!震惊学界!中子竞赛!风起云涌!轰击尽头吾出手!
费米用中子轰击锂元素获得人工放射性后,并没有满足于此。
他想接着搞清楚整个核反应的机理。
随着反电子的发现,以及李奇维提出的核反应分析理论,现在物理学家已经开始尝试解释人工核反应的机理。
比如伊蕾娜夫妇最近才发表了一篇论文,详细解释了他们所首次发现的人工放射性的机理。
伊蕾娜所做的实验是:用α粒子轰击铝元素,产生放射性,且放射线是反电子。
经过详细而精确的研究,这个过程可以写成核反应方程式:
①:He(2,4)+Al(13,27)→P(15,30)+n(0,1);
②:P(15,30)→Si(14,30)+e(1,0)。
其中,括号内第一个数字表示质子数;第二个数字表示质子数和中子数之和。
α粒子,即氦He4具有两个质子和两个中子,所以是(2,4)。
反电子e带有一个单位正电荷,所以相当于一个质子,故而是(1,0)。(只是写法一样,本质不一样)
n表示中子,所以质子数为0。
用文字解释以上的方程式就是:
一个氦He4原子核撞击一个铝Al27原子核后,先是生成一个磷P30原子核。
磷P30是磷的一种放射性同位素,故而刚生成后就产生放射性,放出一个反电子后,形成硅Si30。
这就是伊蕾娜首次发现的人工放射性的原理。
有了核反应概念后,一切清晰简单,仿佛和配平化学方程式一般。
但是在这个时代,其中的难度还是非常大的。
这里,可能有人会提出疑问了。
“不对啊,作者,我有点搞不懂了。”
“我看元素周期表上,磷元素P的质子数是15,相对原子质量是30.97。”
“可是原子的质量不就是靠质子和中子吗,电子质量小几千倍忽略不计。”
“那为什么磷元素P的相对原子质量不是整数呢?”
恭喜你,发现了一个很有意思的问题。
这就是为什么在核反应方程中,原子核必须带上质子+中子数的原因。
以磷元素P为例。
目前已经发现了P元素一共有23种同位素。
那么在日常交流和研究中,该如何区分这些同位素呢?
答案就是质子数+中子数表示法。
我们已经知道,每种元素的质子数一定是固定的,因为质子数代表了该元素在元素周期表上的位置。
P元素的质子数是15,说明它的原子核中有15个质子。
P元素质量最低的一种同位素中,原子核内只有9个中子。
因此,这个同位素就可以写成【P24】。
同理,P元素的23种同位素,就是P24~P46。
在这些同位素当中,只有P31是最稳定的,没有放射性,其余所有同位素都具有放射性。
因此,上面所说的P30也是有放射性同位素。
当我们说P30时,其实不是指【磷元素】,而是指【磷元素的23个同位素中,中子数是15的那个同位素】。
应该搞懂了其中的区别吧。
磷元素、磷的某个同位素、磷原子、磷原子核等,这些都是不同的概念,不可混淆。
好了,现在回到正题。
为什么元素周期表中P元素的相对原子质量是30.97?
答案很简单。
我们知道,P24的相对原子质量就是24,P30的相对原子质量就是30,以此类推。
但是元素周期中,相对原子质量Ar指的是【某个元素的Ar】,而不是【某个元素的某个同位素的Ar】。
由于不同的同位素在自然中的含量比例不一样,所以就需要加起来取个平均数,才能代表整个元素。
即:(24×1%)+(25×2%)++(31×80%)+(46×1%)=?
由于P31这种最稳定的同位素占比最高,所以最后算出的结果就靠近31,是30.97。
以上就是人工核反应、人工放射性、相对原子质量等的关系。
可以说,人工放射性的发现,极大地提高了人们对元素周期表的深入认知。
从此以后,同位素研究有了理论和方法,成为物理学一个热门领域,并催生出很多有用的技术。
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