第684章 超铀风波！镧锕二系！各显神通！另辟蹊径！居里夫人的biji
    法国，镭学研究所。
    伊蕾娜夫妇正在进行超铀元素的研究。
    这个实验是典型的物理和化学结合实验。
    用中子轰击铀元素是物理过程，但分离核反应产物是化学过程。
    得益于量子力学的诞生，如今的化学取得了突飞猛进的发展。
    其中最重要的突破就是，化学家们对于元素周期表上的元素有了更深刻的理解。
    那就是只需要通过研究核外电子的排布规律，就能从理论上预测该元素的性质。
    这在以前是不可想象的事情。
    比如氯气有毒，极其活泼，这是因为氯原子有极强的氧化能力。
    所谓氧化能力就是指“夺取电子”难易程度的能力。
    一个元素越容易从外界夺到电子，则它的氧化能力越强。
    但是为什么氯有氧化能力，而且它的氧化能力比氧还强呢？
    有了核外电子排布理论后，就可以解释了。
    氯原子的最外层有7个电子，而氧原子的最外层有6个电子。
    而原子都有想保持核外电子稳定状态的趋势，8个电子就是一种稳定状态。
    因此，氯原子夺取电子的能力就比氧更强。
    所以，氯原子的氧化能力更强。
    按照这种理论，化学家们对元素周期表的所有元素进行系统的分析。
    他们发现了一个奇怪的现象。
    在元素周期表中，从57号元素【镧】到71号元素【镥】，这15种元素，它们的核外电子排布虽然存在细微的差别，但是其化学性质却极其相似。
    因此，化学家们把这些元素单独组成一个系列，占据元素周期表中的同一个位置。
    这就是大名鼎鼎的【镧系元素】。
    包括：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥。
    乍一看，好像很陌生。
    但它们还有另外一个大家很熟悉的名称：稀土元素。
    镧系元素都是稀土元素的成员，它们在高精尖领域，尤其是国防、电子、新能源等方向，有非常非常重要的作用。
    国家对稀土元素的交易是严格管制的。
    稀土元素之所以珍贵，一方面是这些元素在地壳中的分布极其分散而且含量很少。
    另一方面则是分离提纯的难度非常大。
    因为它们的化学性质非常类似，常规方法很难分离。
    除了镧系元素外，化学家们又发现了一组类似的元素组，那就是【锕系元素】。
    目前的锕系元素只有4种，分别是：锕、钍、镤、铀。
    而在后世，完整的锕系元素同样有15种，从89号元素【锕】一直到103号元素【铹】。
    包括：锕、钍、镤、铀、镎、钚、镅、锔、锫、锎、锿、镄、钔、锘、铹。
    前面说过，锕系元素中，前6种元素都是宇宙中天然存在的，后面的则是人工合成的元素。
    当费米发现超铀元素后，化学家们类比镧系元素，很自然地就联想到，93号和94号超铀元素肯定也属于锕系元素。
    因此，超铀元素的化学性质和锕、钍、镤、铀的性质应该是类似的。
    这就导致分离非常困难，哪怕是顶尖化学家也不敢保证。
    也许忙活一两年都是无用功。
    所以大家都很理解费米没有真正提纯出超铀元素就发表论文。
    从超铀元素提出到现在，已经过去了大半年，研究者们也提出了几个可行的分离方法。
    第一个方法是“萃取法”。
    该方法是利用元素在两种互不相容的溶剂中的溶解度不同，从而达到分离的目的。
    比如假设反应产物是和脂肪，那么就可以将其置于油和水的混合溶液中，然后静置等待水油分层。
    这时，溶解在水中，而脂肪溶解在油中，于是两个产物就被分离了。
    然后，再通过其它办法将从水中，脂肪从油中取出来。
    第二个方法是“沉淀法”。
    顾名思义，就是想办法将溶解在溶剂中的超铀元素变成沉淀物分离出来。
    比如在氯化钙溶液中加入碳酸钠，那么钙元素就以碳酸钙的形式沉淀下来，就可以分离了。
    第三个方法是“离子交换法”，也称“吸附法”。
    有些特殊的物质，比如树脂，对于重金属离子有很强的吸附性。
    这种吸附性来自于树脂的分子结构很特殊，需要一个特定的金属离子才能保持稳定。
    因此，树脂会吸附重金属离子，交换出本身携带的原子。
    当然，除了以上三种方法，还有一些稀奇古怪的方法，化学的特点就是变化复杂。
    没有哪个是绝对最好的。
    但无论哪种方法，都要面对锕系元素性质相似这个难题。
    比如，在萃取法中，也许超铀元素和铀元素会溶解在同一个溶剂中，比如都溶解在水中，萃取法就失效了。
    但相似毕竟不是相同，总归还是有一点差异的。
    也许超铀元素能极少量溶解在油中。
    因此，这个方法需要水磨工夫，且非常考验实验者的耐心。
    更重要的是，中子轰击铀的产物中，不仅有铀和超铀元素，还可能有从82号元素【铅】到91号元素【镤】这些核裂变元素。
    总之，要想单独分离出超铀元素，极其复杂和困难。
    此刻，伊蕾娜和约里奥夫妇要做的事情，就是想办法从产物中将超铀元素分离出来，哪怕只分离出一点点也行。
    可惜，他们又一次失败了。
    约里奥挠了挠头，苦笑道：
    “怪不得费米教授那么纠结，分离超铀元素确实太难了。”
    “已经过去这么长时间了，也没有人发表相关论文。”
    伊蕾娜没有回话，自从婆罗洲回来之后，她变得更加成熟稳重。
    她忽然说道：
    “能不能不化学分离，直接测量产物呢？”
    哈？
    约里奥一惊。
    “要怎么测量？”
    伊蕾娜回道：
    “锕系元素都具有天然放射性，因此超铀元素也应该有放射性。”
    “如果我们能测量出半衰期和现有元素的半衰期都不同，那岂不是能说明是一种新元素？”
    哗！
    约里奥闻言，恍然大悟！
    “这个办法好啊！”
    “测量半衰期可比化学分离简单多了。”
    夫妻俩说干就干。
    很快，他们就得出了结果。
    然而，这个结果却有点奇怪。
    约里奥看着手中的数据，喃喃道：
    “半衰期3.5小时的新元素”
    “这看起来怎么有点像是90号元素【钍】的同位素啊。”
    “难道产物不是超铀元素，而是钍？”
    由于目前大家使用的都是天然放射性源产生的中子轰击流。
    所以各个研究团队的中子数量、速度等性质都不一样。
    甚至同一团队的前后两次实验都有可能不一样，因为撞击过程本身是不可控的。
    这就导致，每次的实验结果都是全新的，没有什么参考性。
    约里奥被自己的猜测吓到了。
    作为镭学研究所的成员，他对于各放射性元素的性质了如指掌。
    每种元素的半衰期都是不同的。
    因此，如果出现了相同的半衰期，那么大概率就是同一种元素。
    按照玻尔的液滴模型，中子应该很难撞开铀原子核，生成钍元素。
    但是现在，半衰期显示，他们真的检测到了钍元素。
    这说明，中子从铀原子核中，轰击出了两个质子，所以92号的铀就变成了90号的钍。
    伊蕾娜也惊喜万分。
    她虽然相信玻尔的模型，但同样相信自己的结果。
    现在两者冲突，说明必有一个是错误的。
    至于超铀元素，伊蕾娜依然相信其存在。
    只不过这次实验没有产生而已。
    于是，她说道：
    “我们还是先把结果整理成论文发表吧。”
    “至于理论，还是让玻尔他们去头疼吧。”
    约里奥会心一笑。
    他们是实验物理学家，只负责发现新现象，如何解释，就交给理论物理学家吧。
    于是，二人的论文很快就在核物理专业期刊上发表了。
    文章一出，顿时引起核物理领域大佬们的重视。
    丹麦。
    玻尔看到论文后，第一时间是不相信。
    他的液滴模型是经过了严格的理论推导才得出的。
    不过，他也很相信伊蕾娜，对方的实验能力毋庸置疑。
    “难道我的模型还有需要改善的地方？”
    意大利。
    费米看完论文后，眉头微皱。
    自从第五届布鲁斯会议结束，他从婆罗洲返回意大利后，就处于一种紧张的状态。
    因为他在国内受到的荣誉实在太多了。
    整个国家所有人都把他看成了英雄。
    费米不敢想象，要是自己的超铀元素是个乌龙，那将多么尴尬。
    他恐怕只有找马里亚纳海沟钻进去了。
    而且，他回国之后，就已经有不少化学大佬公开反对超铀元素了。
    几乎都是在质疑他的证据不充分。
    但同样的，那些反对派也拿不出充分的反对证据。
    中子轰击铀的实验每次都有区别，伊蕾娜的结果同样也不能否定超铀元素。
    费米毕竟也擅长理论。
    他想着：
    “如果液滴模型是错的呢？”
    “那么中子确实有可能撞击出碎片。”
    “只能说，一切皆有可能。”
    德国。
    哈恩看到伊蕾娜夫妇的论文后，大吃一惊。
    这与费米的超铀元素结果截然不同。
    哈恩感慨道：
    “没想到伊蕾娜竟然会用物理方法去检测产物。”
    这一世，伊蕾娜作为李奇维的高徒，哈恩可不敢私下诋毁，看不起对方。
    要是被人传出去，他在学术界恐怕就没地方混了。
    迈特纳对此倒没有太大反应。
    “这个结果不能说明任何问题。”
    “也许超铀元素的半衰期本来就和钍一样。”
    “哈恩，我们要加快进度了。”
    “我们相比小居里夫妇还是很有优势的。”
    哈恩点点头。
    分离元素本来就是化学的领域，而他所在化学研究所就是德国最顶级的之一。
    所以，他很有自信。
    伊蕾娜发表的论文，让原本就火热的超铀元素更加沸腾了。
    有人希望为真，有人希望为假，还有人就是抱着看戏的态度。
    而伊蕾娜本人并没有满足自己的发现。
    她知道自己只是取了个巧，要想真正研究超铀元素，还必须搞分离。
    这一天下午休息，伊蕾娜躺在椅子上，阅读母亲居里夫人的笔记。
    突然，她看到了母亲当初发现镭的过程，顿时灵光一闪。
    伊蕾娜惊讶地说道：
    “天啊！”
    “我怎么忘了这个！”
    旁边的约里奥连忙问道：
    “怎么了？”
    伊蕾娜笑问道：
    “你知道我母亲当初是怎么提纯镭元素的吗？”
    作为居里夫人学专家，约里奥对居里夫人的各种事迹简直如数家珍。
    “当然了！”
    “镭元素是以硫酸盐的形式存在。”
    “夫人当初将硫酸镭溶液与固体硫酸钡混合，通过调整溶液的酸碱度ph值，使得镭和钡形成共沉淀。”
    “所谓共沉淀，就是指两种元素在特定的环境下，能同时沉淀。”
    “然后再将镭钡沉淀物溶解在氢氧化钠溶液中，利用离子交换法，进一步分离出镭。”
    “最后，再通过电解的方式，得到高纯度的镭。”
    “整个过程极其繁琐，而且镭的溶解度有限，每次只能提纯一小点。”
    这就是当初镭元素为何那么珍贵的原因。
    居里夫人从几千吨的矿石中，靠着这套繁琐的实验流程，奋斗了无数个日日夜夜，才最终提纯了几克。
    最后，她还毫无保留的捐了出去。
    伊蕾娜听的如痴如醉。
    这很有意思，她明明是居里夫人的女儿，却总喜欢听别人讲自己母亲的故事。
    约里奥刚一说完，忽然想到了什么。
    “哦，我明白了！”
    “你的意思是考虑用共沉淀法？”
    伊蕾娜说道：
    “没错！”
    “钡和镭能形成共沉淀，是因为他们在元素周期表的同一列，钡在镭正上方。”
    “而镧系元素又在锕系元素的正上方，或许镧元素和锕元素也能形成共沉淀。”
    哗！
    约里奥茅塞顿开。
    “真是天才的想法！”
    共沉淀法也属于沉淀法的一种，但显然更加高明，至少不用绞尽脑汁选择什么沉淀剂。
    如果真的有超铀元素，那就有可能被镧元素共沉淀出来，到时候再分析就简单了。
    而这一次，他们的发现将引起超铀研究领域的巨大风暴！
    (本章完)