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點石成金

2008-08-18 09:21
作文成功之路(初中) 2008年8期
關鍵詞:原子核中子質子

高 山

金,俗稱黃金,在化學元素家族中“排行”79,密度19.3克/立方厘米(20℃),熔點1063℃,沸點2600℃,與銀、銅、鐵、錫等同是歷史上最早發(fā)現(xiàn)的元素。黃金以它美麗的光澤,優(yōu)異的性能和稀缺的特點被人類視為“尊貴”之物,特別是幾千年來用它作為貨幣(現(xiàn)今仍是國際上公認的硬通貨)和飾品,備受人們的青睞。黃金的擁有量一直是衡量一個國家、一個民族、一個社會集團、一個家庭物質財富的標志,佩戴黃金首飾古往今來都是一種時髦。也正因為如此,人類曾因黃金上演了無數(shù)可悲可嘆的鬧劇。

從古代開始,人類就夢想著用人工方法制造黃金。在古希臘神話中,有一位叫做梅達斯的國王得到了一種神奇的東西,任何物品與其接觸就立即變成黃金。這就是連小孩子都知道的“點石成金”的故事。當然,這僅是一種美好的愿望。在我國古代,有許多煉丹家們曾從事煉金術的研究,他們試圖通過化學方法將那些隨處可見的賤金屬變成黃金,但最終以失敗告終。

從煉金術士的黃金夢破滅到本世紀初,這幾千年的時間里,人們逐漸確信,黃金不可能人工制造,它只能從自然界里獲取。然而,本世紀初,元素放射性的相繼發(fā)現(xiàn),以及原子內(nèi)部結構的破譯,打破了這一觀念??茖W家認為人工制造黃金是完全可能的。

我們知道各種元素的差別在于它們的原子中質子、中子和電子的數(shù)目不同,特別是原子中質子的數(shù)目不同。如果用人工的方法改變質子的數(shù)目,就可以把一種元素變成另一種元素。這就是說,只要能從序號大于79的某種元素的原子中取掉一些質子,或給序號小于79的元素的原子中增添一些質子,使它們的質子數(shù)為79的話,就可以把這些元素轉變成金元素,但是給原子增減質子并不像給一個容器裝取豆子那樣簡單,原子核十分“堅固”,要破壞它需要巨大的能量。據(jù)計算,從原子核內(nèi)取出一個質子所需的能量比把一個分子破裂成原子所需要的能量要高出100萬倍,因而,在化學反應過程中,原子核總是“安然無恙”。利用任何化學手段及物理方法(比如升溫)只能導致原子的重新組合或分子破裂成原子,這就是煉金術制造不出黃金的根本原因。要實現(xiàn)原子間的嬗變,必須在特殊裝置中,利用核反應來完成。

現(xiàn)代科學技術已證明,在巨型粒子加速器中,用超高速的質子、中子、氘核、a粒子等“粒子炮彈”轟擊原子,可擊破原子,其后,質子、中子和電子便可以重新組合成新的原子。

不出科學家所料,1941年,人類數(shù)千年來的“人造黃金”夢終于變成了現(xiàn)實。美國哈佛大學的班布里奇博士及其助手,利用“慢中子技術”成功地將比金原子序數(shù)大1的汞變成了金。1980年,美國勞倫斯伯克利研究所的研究人員又一次把83號元素鉍轉變成了金。他們把鉍置入高能加速器中,用近乎光速的粒子轟擊鉍的原子核,結果4個質子破核而出,剩下了79個質子,鉍原子的結構發(fā)生了突變,一躍而成為金原子。用類似的方法,他們把82號元素鉛也變成了金。

遺憾的是,黃金目前只能用這樣的人工方法制造,且只能在極少數(shù)擁有高科技的實驗室里進行??梢韵胂螅么朔▉慝@得黃金無疑是“得不償失”。但人類能人工制造黃金這件事本身,比金子值錢得多。相信,隨著科技的發(fā)展,總有一天人們能夠發(fā)現(xiàn)一個經(jīng)濟可行的系統(tǒng),使黃金能由廉價金屬方便地制造出來,可是到那時,或許黃金就由“貴族”淪為“庶民”了。

(選自??冻砷L》)

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