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585.第585章 、山寨也是一门技术活(中)

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新元素的办法?使用钯的话不是有中毒的危险吗?就像《钢铁侠2》电影里那样?”

    “……唉,生产新元素的办法,乃是如今史塔克工业集团的看家法宝、吃饭本钱,怎么可能拿出来卖给外人?而且,跟现代核裂变反应堆里的铀和钚相比,那点儿钯算得了什么呀?毒性还抵不上美国佬的一发贫铀弹呢!事实上,除了托尼。史塔克之外,其他还有谁会那么作死地把方舟反应堆放进身体里?”

    那位前来向王秋通报情况,眼圈严重浮肿的研究员,一脸有气无力地叹息着说道,“……但这种新元素到底该怎么合成,我们可是连一点头绪都没有啊!此外我们也承担不起大量生产新元素的可怕成本……”

    ※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※

    自从俄国的门捷列夫在十九世纪发现元素周期表以来,元素周期表之中当时还没有发现的元素,后来陆续都被人们发现了。随着第九十二号元素铀的发现,地球上自然存在的元素基本都已经被搜集齐全。后来的科学家如果还想要有新的发现,就只能根据这个表的规律,“制造”出自然界中原本不存在的新元素。

    在元素周期表上,第九十二号元素铀之后那些“居民”的特点,就是它们大都非常不稳定,大都是些很容易发生衰变的“居民”。它们在自然界并不存在,准确地说,是在地球上没有发现它们,或者说它们占在“房间”里的时间非常非常短,有个别甚至是“一眨眼不到的功夫”就变成另一种元素而“溜”走了!

    因此,从铀之后的第93号到118号元素,除镎(Np)、钚(Pu)和锎(Cf)在地球上有极微量存在外,其它都是至今在地球上未能被发现的元素,只能通过人为创造条件来发现或者说制造它们。

    那么,人类要如何制造一种自然界不存在的新元素呢?首先得精心选择两种元素,其原子数总和要和新元素的原子数相当。然后把它们放进粒子加速器。让它们的原子核相互以一个非常高的速度加速撞击。其中有些就被撞得粉碎了,但也会有些粒子会黏在一起,“合成”为一个新的核。这就是一个新元素的诞生。

    以德国重离子研究中心GSI的合成112号元素(Cn)的实验为例,科学家把原子序数为30的锌原子设法变成离子,让它们成束,然后把它们注入GSI的120米长的粒子加速器内,沿直线方向加速到差不多接近“1/10光速”的速度,直接撞击在原子序数为82的铅制成薄靶上。两个原子高速碰撞的结果是多数都被粉碎了,但还有少量融合在一起形成新的原子,那就是原子序数为30+82=112的112号元素Cn。

    依靠这种生产新元素的方法,科学家们终于在2015年底,填满了从1到118的元素周期表序列全部空格,目前正雄心勃勃地试图合成后面那些更重的新元素——看上去似乎一切都不成问题了,但麻烦的是,你知道一台能够合成新元素的大型回旋粒子加速器,其造价高达多少个亿的美金吗?

    人类历史上最早的第一台回旋粒子加速器,其的直径只有十二厘米,小到可以用手提起来。要制造这样的机器,需要一根被抽成真空的电子束管,磁铁可以被用来弯曲带电粒子束,射频振荡器或射频共振腔则是用来加速粒子。但问题是,这样小的加速器无法让粒子达到足够的速度,远远不足以生产出新元素。

    目前各国科研机构使用的回旋粒子加速器,通常都是大型和巨型的,其成本至少相当于修建一座教堂。举例而言,欧洲大型强子对撞机是现在世界上规模最大、能量最高的回旋粒子加速器,位于法国和瑞士的边境,英文名称为LHC(LargeHadronCollider)。它是一个圆形加速器,深埋于地下100米,其环状隧道全长二十七公里,因此走完全程要花4个多小时。而配套的各种试验仪器,也是轻则数千吨,重则上万吨,全部金属用量加起来超过一艘大和号战列舰。如果置身其中,简直会让人联想起科幻片中的星舰引擎。

    这么一个大家伙,其造价自然不菲,光是全部的建设成本就高达一百多亿美元,而每年的维护运行费用,也在十亿美元以上。开动起来的耗电量更是堪比一座城市!瑞士日内瓦大区百分之十以上的电力都是它消耗的。还娇气得要死,动不动就出个故障,有一次冷却系统出了个毛病,就被迫停机整修了好几个月。

    而“尼米兹”号核动力航母的造价,也才只有七亿多美元……这样一台玩意儿比一个航母战斗还要贵!

    好吧,如果是为了解决全中国甚至全人类的能源危机,拿出这么一笔巨额开销似乎也还是值得的,别说如今的中国已经阔气了许多,就算是当年穷得吃不上饭的时候,不照样是宁可当了裤子也要搞出原子弹?所以,如果仅仅是投资开销大了些,中央也还是有能力,并且有魄力去解决的。

    更要命的是,真正的问题在于,就算是中央投下巨资,成功建起了特大号的回旋粒子加速器,这方舟反应堆上所需的新元素,就真的一定能够生产得出来吗?嗯,根据专家的看法,这前景似乎并不乐观……

    确实,凡是对高能量子物理学有所涉猎的人都知道,在用大型回旋加速器将微观粒子打碎后,某些时候会有足够多的碎片会再结合起来形成新的原子核,当这个原子核重到足够稳定时,一种新元素就被创造出来了。但问题是,元素周期表之中那些原子序数较高的元素,由于核中质子数的增加,通过撞击发生核反应时要克服巨大的库仑斥力,所以很难再结合生成原子序数更高的新元素。

    因此,即使不惜工本地建造了大型回旋加速器,想要制造出一种地球上不存在的新元素也是非常非常的困难,其成功率堪比买彩票。按照二战后的一般经验,这样的事情大概要五年或十年才能发生一次。如此全靠撞大运的生产效率,简直堪比古代工匠铸造“神兵利器”,根本不能适应工业化生产的最起码需求。
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