生命、友情、道義、國家.
這些東西交織成一團亂麻,一個人若是糾結過,說明他並不是徹底的壞。
現在這個時間點,德國國內雖然氣氛緊張,但畢竟還沒有到不可收拾的地步。
所以,哈恩和邁特納之間的友誼並沒有出現裂痕。
甚至因為李奇維的原因,前者對後者更好了。
畢竟世人都清楚,布魯斯教授是堅定的女權衛士,他尤其注重女性科學家的權益。
哈恩只要想在圈內混,就得注意這點。
這一天,三人組正在開一場內部總結會議。
哈恩說道:
“目前我們已經在中子轟擊鈾的產物中,發現了12種未知的同位素。”
“但始終無法獲得真正的93號元素。”
說完,他看向施特拉斯曼,對方雖然只是自己的助手,但也是團隊的核心。
正是靠對方那高超的化學技巧,他們才能很快粗分離出不同的同位素。
但光分離沒用,還要分析。
邁特納說道:
“目前我們確認元素,主要是靠半衰期的時間。”
“如果半衰期和已知的元素相同,那很好確認。”
“但如果不一樣,就很難確定其到底是超鈾元素,還是某種已知元素的同位素。”
邁特納說完,哈恩和施特拉斯曼皆是無奈地點點頭。
伊蕾娜首創的半衰期分析法非常好用。
但缺點也很明顯。
某種元素的不同同位素之間,半衰期相差非常大。
有的可能是幾天,有的可能是幾百萬年。
所以,出現一個新的半衰期後,實在難以肯定那就是超鈾元素。
施特拉斯曼說道:
“我再去查查資料,重新改進分析過程。”
哈恩和邁特納笑著點點頭。
“辛苦你了。”
這時,施特拉斯曼又建議道:
“我認為我們可以嘗試重複小居里夫婦的實驗。”
“他們用鑭元素作為沉澱劑,能夠沉澱超鈾元素。”
“那麼是不是可以考慮用鋇元素也沉澱試試。”
譁!
哈邁二人聽完,靈光一閃。
這倒也是個方向。
他們計劃開始準備新的實驗,一定要在今年的核物理大會前取得突破性結果!
然而,二人不知道的是,施特拉斯曼的一句話把所有人都帶偏了。
到這裡,可能有人奇怪了:
“既然超鈾元素如此難以分析,那麼麥克米倫又是怎麼確定的呢?”
真實歷史上,1939年,麥克米倫利用迴旋加速器進行中子轟擊鈾的實驗。
由於他能控制中子的速度,所以很快就得到了和其他人不一樣的結果。
他在轟擊產物中發現了一種半衰期為2.3天的新元素。
這和以往的任何資料都不相同。
但同樣,麥克米倫也不知道,這是真的超鈾元素,還是某種已知元素的同位素。
於是,他就請求同事艾貝爾森幫忙分析,後者同樣是勞倫斯的博士生,今年剛剛畢業。
艾貝爾森在本科時是物理和化學雙修,基礎非常紮實。
他很瞭解超鈾元素的始末,知道要想最終確認,只能靠化學手段。
於是,他突發奇想,不再分離純的超鈾元素,而是直接測量其化學性質。
那麼,什麼性質最直觀呢?
當然就是物質的化合價和顏色。
眾所周知,在焰色反應中,不同元素在燃燒時會呈現出不同的顏色。
同理,把物質溶解在溶液中,也會呈現不同的顏色。
而且就算是同一種元素,如果化合價不同,顏色也不同。
艾貝爾森以這個想法為基礎,他實驗了鹽酸、硫酸、硝酸等各種酸,來溶解麥克米倫製備出的物質。
經過一些列實驗,他最終發現含氟的硝酸對這種元素的溶解效能最好。
於是,他開始專注用含氟硝酸做實驗,透過改變濃度,調整這個未知元素的化合價。
到了1940年,艾貝爾森的實驗終於有了突破性的發現。
他發現這種新元素一共有5種氧化態,每種的顏色都不相同。
3價為紫色、4價為黃色、5價為藍綠色、6價為粉紅色、7價為深綠色。
這種價態和顏色的對應關係,是已知任何元素都不具備的。
因此,艾貝爾森能夠斷定,麥克米倫發現的新元素肯定就是大家苦苦追尋的超鈾元素。
現在,就剩下最後一個問題。
它到底是93號元素還是94號元素呢?
有了以上的經驗後,艾貝爾森對這種超鈾元素性質的研究更加深入。
他發現,在1200c下,用鋇蒸汽還原這種物質的三氟化物就能製得微量的純淨物。
這是一種銀白色金屬。
有了純金屬後,再測量就簡單了。
透過物理手段,很快就能確定它的原子序數是93。
即,麥克米倫發現的元素是93號元素。
至此,超鈾元素的故事正式結束。
順便提一下,艾貝爾森正是在研究超鈾元素的化學性質過程中,發現六氟化鈾這種易揮發的液體。
含鈾235的六氟化鈾分子要比含鈾238的分子輕1%。
所以如果這種氣體的一部分體積受熱,則較輕的分子就趨於集中在受熱區域。
基於這個原理,他提出了一種全新的鈾235分離方法:熱擴散法。
前面說過,在曼哈頓計劃中,美國同時進行了三種鈾分離方法。
其中勞倫斯負責電磁法,尤里負責氣體擴散法,而最後一種就是艾貝爾森的熱擴散法!
如此可見其實力。
當然,最後他的熱擴散法因為效率問題被放棄了。
這時,有人可能好奇:
“不對,作者!”
“我們經常聽到的離心法呢?怎麼沒有出現?”
“不是說離心法最耗電嗎?”
誤解!全是誤解!
這個問題後面再說。
總之,艾貝爾森的成果為後來者開啟了思路,從94號元素開始,大家就能很容易地分析元素的本質。
甚至到了後期,更加精密的儀器出現了,哪怕只產生了幾個原子,也能透過分析其特徵輻射,判斷到底是幾號元素。
比如當時伯克利的研究者在儀器上掛個鈴鐺,儀器檢測到特徵輻射,就能使鈴鐺發出響聲。
這時,大家就知道,新元素誕生了!
此刻,施特拉斯曼顯然還想不到這點。
但是某方面說,沒有他和伊蕾娜等人的各種失敗,艾貝爾森或許也想不到新的方法。
這就是科學積累的過程。
然而,超鈾元素不好確定,但是已知的元素很好確定。
很快,物理學界將掀起一場驚天大地震!
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