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常春藤麦克引爆
爱因斯坦是由曼哈顿计划的核科学家 Albert Ghiorso 在 1952 年被称为“常春藤迈克”的氢弹爆炸后发现的 。 1952 年 11 月 1 日 ， 一个为美国军方工作的美国科学家团队启动了一个代号为“常春藤麦克”的奇怪三层结构 。 它是世界上第一颗氢弹 ， 一种新型核武器 ， 威力是投在日本的原子弹的700 倍 。 炸弹试验是在南太平洋马绍尔群岛一个名为埃尼威托克的小环礁上进行的 。 当常春藤麦克被引爆时 ， 它释放出10.4 兆吨的爆炸威力 ， 大约相当于 1040 万根 TNT 。 相比之下 ， 投在广岛的原子弹仅产生了15 千吨（15000 根 TNT） 。
【科学家解开氢弹元素的秘密】
爆炸完全蒸发了埃尼威托克环礁 ， 并产生了 3 英里（4.8 公里）宽的蘑菇云 。 身着防护服的工人从邻近的岛屿收集辐射材料 ， 并将其送回加利福尼亚的伯克利实验室（现为劳伦斯伯克利国家实验室）进行分析 。 在那里 ， 由 Albert Ghiorso 领导的一组曼哈顿计划研究人员仅分离出了 200 个包含 99 个质子和 99 个电子的全新元素的原子 。 1955 年 ， 研究人员向全世界宣布了他们的发现 ， 并以他们的科学英雄命名：锕 。
大而不稳定
鑀占据了原子的99号元素周期表公司的其他非常重 ， 放射性元素锎一样锫和的 。 一些放射性元素 ， 特别是铀 ， 在地壳中的含量相当可观（百万分之 2.8 ， 地下的铀比黄金多） 。 但即使是更重的元素 ， 包括锕 ， 也只能通过爆炸氢弹或将亚原子粒子在反应堆中撞击在一起来人工制造 。
是什么使元素具有放射性？药物化学家约瑟夫·格拉伊奇 (Joseph Glajch) 曾广泛研究用于医学成像的其他放射性元素 ， 他解释说 ， 就锕及其元素周期表底部的邻居而言 ， 它是原子的绝对尺寸 。 “当元素达到一定大小时 ， 原子核变得如此之大以至于它会解体 ， ”Glajch 说 。 “发生的事情是它会吐出中子和/或质子和电子 ， 然后衰变到较低的元素状态 。 ”随着放射性元素衰变 ， 它们会释放出以α粒子、β粒子、伽马射线和其他辐射形式存在的亚原子粒子簇 。 某些类型的辐射相对无害 ， 而其他类型的辐射会对人体细胞和 DNA 造成损害 。
短暂的“保质期”
随着放射性元素衰变 ， 它们也会形成具有不同原子量的不同同位素 。 元素的原子量是通过将原子核中的中子数与质子数相加来计算的 。 例如 ， 1952 年在南太平洋收集到的锇是一种同位素 ， 称为锇-253 ， 它有 99 个质子和 154 个中子 。 但同位素不会永远存在 。 它们每个都有不同的“半衰期” ， 即一半材料衰变成新同位素或更低元素的估计时间 。 Einsteinium-253 的半衰期仅为 20.5 天 。 另一方面 ， 铀 238 是自然界中最常见的铀同位素 ， 其半衰期为 44.6 亿年 。 在实验室（以及实验室 ， 我们指的是高度专业化的核反应堆）合成锇等重放射性元素的困难之一是大元素开始衰变非常快 。 “随着你创造出越来越大的元素和同位素 ， 将它们保留足够长的时间以观察它们变得越来越困难 ， ”Glajch 说 。
小规模大突破
这就是为什么最近在化学界如此激动的原因 ， 当时一组科学家成功地保持了一个短寿命锕样品足够长的时间来测量这种超稀有元素的一些化学性质 。 在劳伦斯伯克利国家实验室的丽贝卡·阿伯格尔 (Rebecca Arbergel) 的带领下 ， 科学家们耐心地等待田纳西州橡树岭国家实验室生产的 einsteinium-254 的微小样本 。 样品重 250 纳克或十亿分之一克 ， 半衰期为 276 天 。 当 2020 年 COVID-19 大流行时 ， 该研究被搁置了数月 ， 在此期间 ， 每 30 天就有 7% 的样本降解 。 Abergel 的突破来自于创造了一种分子“爪” ， 它可以将单个锿 254 原子固定在足够长的位置 ， 以测量其分子键的长度以及它在什么波长下发光 。 这两种测量对于理解锕及其重表亲如何潜在地用于癌症治疗等方面都至关重要 。
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