1899年,法国青年化学家德比尔纳在沥青铀矿中又发现了一种放射性元素。他将沥青铀矿溶解于酸,再在酸溶解液中通入硫化氢气体将溶液初步净化。再在初步净化后的含铀、钍的溶液里面加入氢氧化铵溶液以除去里面的稀土元素。发现沉淀出来的氢氧化稀土也具有放射性,判定沉淀里面含有一种新的放射性元素。他将这个新的放射性元素命名为“Actinium”(锕),元素符号为“Ac”。这是一种半衰期为22年的放射性元素,它的化学性质与稀土元素近似。在沥青铀矿中锕的含量极少,仅仅是矿石中铀含量的约百亿分之二。虽然如此,由于放射性强度大,它还是被德比尔纳发现了。1902年,琪塞尔(F.O.Giesel)也独立地发现了锕,他是用镧和铈的氢氧化物将锕从含铀的溶液中共沉淀出来的,他当时将这个元素取名为“Emanium”。
锕在自然界的含量实在太低,要将它分离出来极其困难。现在可以用人工方法合成这种元素:将原子量为226的镭放在原子核反应堆中,被反应堆里面的热中子轰击以后稍经转化,便得了这种元素。这是一种比功率(每1克物质每秒放出的能量)很高而且寿命可达几十年的放射性热源,具有一定的实用价值。
1899年,加拿大马克歧尔大学的电机工程教授欧文(R.B.Owens)发现,当钍的化合物盛于密闭的器皿中时,其放射性强度是固定不变的;如果将钍盛于敞开的容器中,放射性强度就变化无常。经过仔细的观察研究,发现元素钍能够不断放出一种具有放射性的气体,他将这种气体取名为“Thoro”(钍射气)。
与此同时,居里夫妇发现,在与镭化合物接触过的空气中也具有放射性。德国物理学家多恩(F.E.Dorn)随后也研究了这个现象,他于1900年指出:这是由于镭化合物不断放射出一种具有放射性的气体。他把这种放射性的气体定名为“Radiumemanation”(镭射气)。这个字太冗长,后来将这个字的字首三个字母和字尾的两个字母相结合,缩写为“Radon”(氡),元素符号就是“Rn”。这是一种半衰期为3.8天的放射性气体。
镭射气和钍射气虽然原子量不同,半衰期也不同,但是它们的化学性质是完全一样的,它们是元素氡的不同原子量的同位素2。早期在医学上将氡密封在细玻璃管里做成“氡管”,用来做放射性治疗的放射源。当“氡管”里面的氡全部蜕变以后,废“氡管”里氡的蜕变产物有原子量为210的铅同位素、原子量为210的铋同位素和原子量为210的钋同位素。上述3个放射性同位素比较容易提取出来做示踪原子。
1900年,曾经发现元素铊的英国化学家克卢克斯将过量氢氧化铵加入一份铀盐溶液中,以除去铀盐溶液里面的少量杂质铁。他发现沉淀出来的氢氧化铁具有很强的放射性。经仔细研究,他认为里面存在一种新的放射性物质。在没有将这种物质提取出来以前,他暂时将这种物质取名为“UX”。意思是这种物质为铀里面的未知物。后来又把这种物质称作“UX1”。到了1913年,法扬斯在研究上述“UX1”的放射现象的时候,确认UX1在放射出β射线以后,蜕变成为另外一种半衰期仅为6~7小时的放射性物质,他暂时把这种放射性物质叫做“UX2”。
1917年,德国化学家哈恩(O.Hahn)和迈特纳尔(L.Meitner)在沥青铀矿中提取出了另外一种放射性物质,这种物质在放射出α射线以后蜕变为元素锕。他们将这个元素取名为“Protactinium”(镤)。这个字是在元素锕的名字“actinium”前面加一个字头“pro”(前),所以,我国曾有人将这个元素的名字译作“前锕”。这个元素的元素符号为“Pa”。
现在再来看“UX1”和“UX2”两个物质。UX1是由238U放射出α粒子蜕变而来,按照位移定律,由周期表中铀的位置向左移两个位置就是钍,它的原子量减少4,因此“UX1”就是钍的同位素234钍。234钍放射β射线以后在周期表中的位置要向右移动一个位置,其原子量不变。所以“UX2”就是镤的同位素234Pa。因此,第一个发现元素镤的人是波兰化学家法扬斯。这种提法与有人认为哈恩和迈特纳尔发现元素镤的看法并不矛盾,因为他们发现的是镤的另外一个同位素231Pa。
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