人工合成一種新原子的理論方法

作者:桂林市平山小學(xué)2018級(jí)11班孫澤中(B站:在下星雨洛)
在目前已有的元素周期表中,一共有95至118號(hào)這24種人工合成的化學(xué)元素,而且,這24種人造元素都是放射性元素,且基本是一個(gè)原子一個(gè)原子地合成出來(lái)的。其實(shí),合成新原子的過(guò)程不太復(fù)雜,但是很有可能需要相當(dāng)多的資金。
合成新原子的過(guò)程其實(shí)就是原有的元素的原子里加上(或者是去掉)幾個(gè)質(zhì)子、中子,這樣就可以產(chǎn)生新的原子。新的原子你可以把它分為兩類:1.已有元素的新同位素;2.新的元素。一般而言,合成后者比前者需要更多的錢。
先講講啥是同位素。舉個(gè)例子:自然界中,氫有3種同位素:氕(原子符號(hào),讀作piē,就是我們經(jīng)常說(shuō)的氫,只有1個(gè)質(zhì)子)、氘(原子符號(hào)或者D,讀作dāo,即核工業(yè)新聞中經(jīng)常說(shuō)的重氫,有1個(gè)質(zhì)子,1個(gè)中子)和氚(原子符號(hào)或者T讀作chuān,即核工業(yè)新聞中經(jīng)常說(shuō)的超重氫,有1個(gè)質(zhì)子,2個(gè)中子)。因?yàn)檫@三種原子的原子序數(shù)和質(zhì)子數(shù)(原子序數(shù)=質(zhì)子數(shù))都相同,而且它們?cè)谠刂芷诒砝锒颊纪桓?,因此叫做同位素。同位素的原子符?hào)規(guī)律如下:

表示一個(gè)X原子有Z個(gè)質(zhì)子和(A-Z)個(gè)中子。A是一個(gè)X原子中質(zhì)子和中子的總個(gè)數(shù),物理學(xué)和化學(xué)上管這個(gè)總個(gè)數(shù)叫質(zhì)量數(shù),即X原子中質(zhì)子和中子的個(gè)數(shù)和。
人造同位素、新元素,理論上講很簡(jiǎn)單。自然界中部分已有同位素含量少,無(wú)法滿足需求時(shí)可以人造這種同位素。但是,人造同位素只能通過(guò)核反應(yīng)堆(又稱:原子能反應(yīng)堆)和高能粒子對(duì)撞機(jī)合成。原理就是使常見(jiàn)的同位素(其實(shí),應(yīng)該是化學(xué)元素)原子放出或者得到一定數(shù)目的中子,就可以得到新的原子。
先講一講怎么讓常見(jiàn)的原子得到一定數(shù)目的中子。首先,你得有一臺(tái)高能粒子對(duì)撞機(jī)。然后,高能粒子對(duì)撞機(jī)里得有和你想要的同位素質(zhì)子數(shù)相同的原子,并準(zhǔn)備好一定量的中子,然后,啟動(dòng)高能粒子對(duì)撞機(jī),只要中子可以順利打進(jìn)原有的原子里就可以產(chǎn)生新的同位素原子了。但是事實(shí)上,你如果只準(zhǔn)備了那么幾個(gè)原有的原子然后打算把中子打進(jìn)去,那成功的幾率無(wú)異于買彩票中頭獎(jiǎng)。你看,原子是個(gè)多小的玩意?原子直徑一般也就0.1-0.5納米,如果按0.25納米算,體積也只有八百立方納米左右,中子更是小得可憐,你說(shuō),在幾千立方米的空間里,讓幾個(gè)體積為立方納米級(jí)別的小東西成功相撞,并很快撞出新的原子,可能嗎?(當(dāng)然,在真正的高能粒子對(duì)撞機(jī)中,粒子都是以很高的速度在遠(yuǎn)動(dòng)的)所以,在你打算造出好些新原子時(shí)一定要準(zhǔn)備好一定量的中子、原子。這種方法,造新元素、同位素都可以。
再講講怎么讓原子放出中子。在有些情況下,你可以讓原子俘獲(原子外頭有一定數(shù)目的質(zhì)子、中子在圍繞著原子核呈一定的軌跡做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),某些粒子靠得太近會(huì)被直接卷進(jìn)原子里,然后原子放出別的粒子,得,又一個(gè)新原子。這種方法一般用于造同位素。
又及:我是個(gè)內(nèi)卷的小學(xué)理科生,我不會(huì)、也絕對(duì)不可能搞抄襲那種缺德事情,但若有錯(cuò)誤請(qǐng)諸位大膽批評(píng),謝謝!如果有理科生或者高中物理、化學(xué)老師,幫我評(píng)價(jià)一下這篇文章,如能三連更好!我是打算投科技展的!
2023年7月16日星期日于桂林家中寫畢