科学家也是人,也有人的七情六欲。
生命、友情、道义、国家.
这些东西交织成一团乱麻,一个人若是纠结过,说明他并不是彻底的坏。
现在这个时间点,德国国内虽然气氛紧张,但毕竟还没有到不可收拾的地步。
所以,哈恩和迈特纳之间的友谊并没有出现裂痕。
甚至因为李奇维的原因,前者对后者更好了。
毕竟世人都清楚,布鲁斯教授是坚定的女权卫士,他尤其注重女性科学家的权益。
哈恩只要想在圈内混,就得注意这点。
这一天,三人组正在开一场内部总结会议。
哈恩说道:
“目前我们已经在中子轰击铀的产物中,发现了12种未知的同位素。”
“但始终无法获得真正的93号元素。”
说完,他看向施特拉斯曼,对方虽然只是自己的助手,但也是团队的核心。
正是靠对方那高超的化学技巧,他们才能很快粗分离出不同的同位素。
但光分离没用,还要分析。
迈特纳说道:
“目前我们确认元素,主要是靠半衰期的时间。”
“如果半衰期和已知的元素相同,那很好确认。”
“但如果不一样,就很难确定其到底是超铀元素,还是某种已知元素的同位素。”
迈特纳说完,哈恩和施特拉斯曼皆是无奈地点点头。
伊蕾娜首创的半衰期分析法非常好用。
但缺点也很明显。
某种元素的不同同位素之间,半衰期相差非常大。
有的可能是几天,有的可能是几百万年。
所以,出现一个新的半衰期后,实在难以肯定那就是超铀元素。
施特拉斯曼说道:
“我再去查查资料,重新改进分析过程。”
哈恩和迈特纳笑着点点头。
“辛苦你了。”
这时,施特拉斯曼又建议道:
“我认为我们可以尝试重复小居里夫妇的实验。”
“他们用镧元素作为沉淀剂,能够沉淀超铀元素。”
“那么是不是可以考虑用钡元素也沉淀试试。”
哗!
哈迈二人听完,灵光一闪。
这倒也是个方向。
他们计划开始准备新的实验,一定要在今年的核物理大会前取得突破性结果!
然而,二人不知道的是,施特拉斯曼的一句话把所有人都带偏了。
到这里,可能有人奇怪了:
“既然超铀元素如此难以分析,那么麦克米伦又是怎么确定的呢?”
真实历史上,1939年,麦克米伦利用回旋加速器进行中子轰击铀的实验。
由于他能控制中子的速度,所以很快就得到了和其他人不一样的结果。
他在轰击产物中发现了一种半衰期为2.3天的新元素。
这和以往的任何数据都不相同。
但同样,麦克米伦也不知道,这是真的超铀元素,还是某种已知元素的同位素。
于是,他就请求同事艾贝尔森帮忙分析,后者同样是劳伦斯的博士生,今年刚刚毕业。
艾贝尔森在本科时是物理和化学双修,基础非常扎实。
他很了解超铀元素的始末,知道要想最终确认,只能靠化学手段。
于是,他突发奇想,不再分离纯的超铀元素,而是直接测量其化学性质。
那么,什么性质最直观呢?
当然就是物质的化合价和颜色。
众所周知,在焰色反应中,不同元素在燃烧时会呈现出不同的颜色。
同理,把物质溶解在溶液中,也会呈现不同的颜色。
而且就算是同一种元素,如果化合价不同,颜色也不同。
艾贝尔森以这个想法为基础,他实验了盐酸、硫酸、硝酸等各种酸,来溶解麦克米伦制备出的物质。
经过一些列实验,他最终发现含氟的硝酸对这种元素的溶解性能最好。
于是,他开始专注用含氟硝酸做实验,通过改变浓度,调整这个未知元素的化合价。
到了1940年,艾贝尔森的实验终于有了突破性的发现。
他发现这种新元素一共有5种氧化态,每种的颜色都不相同。
3价为紫色、4价为黄色、5价为蓝绿色、6价为粉红色、7价为深绿色。
这种价态和颜色的对应关系,是已知任何元素都不具备的。
因此,艾贝尔森能够断定,麦克米伦发现的新元素肯定就是大家苦苦追寻的超铀元素。
现在,就剩下最后一个问题。
它到底是93号元素还是94号元素呢?
有了以上的经验后,艾贝尔森对这种超铀元素性质的研究更加深入。
他发现,在1200c下,用钡蒸汽还原这种物质的三氟化物就能制得微量的纯净物。
这是一种银白色金属。
有了纯金属后,再测量就简单了。
通过物理手段,很快就能确定它的原子序数是93。
即,麦克米伦发现的元素是93号元素。
至此,超铀元素的故事正式结束。
顺便提一下,艾贝尔森正是在研究超铀元素的化学性质过程中,发现六氟化铀这种易挥发的液体。
含铀235的六氟化铀分子要比含铀238的分子轻1%。
所以如果这种气体的一部分体积受热,则较轻的分子就趋于集中在受热区域。
基于这个原理,他提出了一种全新的铀235分离方法:热扩散法。
前面说过,在曼哈顿计划中,美国同时进行了三种铀分离方法。
其中劳伦斯负责电磁法,尤里负责气体扩散法,而最后一种就是艾贝尔森的热扩散法!
如此可见其实力。
当然,最后他的热扩散法因为效率问题被放弃了。
这时,有人可能好奇:
“不对,作者!”
“我们经常听到的离心法呢?怎么没有出现?”
“不是说离心法最耗电吗?”
误解!全是误解!
这个问题后面再说。
总之,艾贝尔森的成果为后来者打开了思路,从94号元素开始,大家就能很容易地分析元素的本质。
甚至到了后期,更加精密的仪器出现了,哪怕只产生了几个原子,也能通过分析其特征辐射,判断到底是几号元素。
比如当时伯克利的研究者在仪器上挂个铃铛,仪器检测到特征辐射,就能使铃铛发出响声。
这时,大家就知道,新元素诞生了!
此刻,施特拉斯曼显然还想不到这点。
但是某方面说,没有他和伊蕾娜等人的各种失败,艾贝尔森或许也想不到新的方法。
这就是科学积累的过程。
然而,超铀元素不好确定,但是已知的元素很好确定。
很快,物理学界将掀起一场惊天大地震!
(本章完)