元素から合成された超兵器！合成元素の鍵となるものをご覧ください→

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中国科学技術協会科学技術コミュニケーションセンターが制作し、中国中央ラジオテレビ映画テレビドキュメンタリーセンターなどが共同制作・放送した科学ドキュメンタリーシリーズ「宇宙への扉を開く」が、最近CCTV-9で公開された。

この映画は、我が国が独自に開発した一連の大型科学施設に焦点を当て、我が国の主要な科学技術インフラに対する科学的解釈を提供し、我が国の主要な科学技術インフラの建設で達成された成果と、これらの超大型設備によって生み出された重要な科学研究の成果を紹介しています。

主要な科学施設をいくつか見てみましょう。

宇宙がどのように構成されているかご存知ですか?私たちの体を構成する元素はどこから来るのでしょうか?元素番号119を合成するにはどうすればいいですか？

信じますか？私たちの体を構成する元素の一部は、約138億年前のビッグバンに由来しており、その際に大量の水素、ヘリウム、少量のリチウムが瞬時に生成されました。その後、星の出現とともに、水素とヘリウムは星の内部で核融合反応を起こし、鉄以前のすべての元素を生み出しました。その後数百億年の間に、中質量および低質量の星の核燃焼、超新星爆発、中性子星の合体によって、鉄に続く他の元素が形成されました。これらすべての要素が私たちの色彩豊かな宇宙を構成しています。

しかし、宇宙には存在するが地球上には存在しない元素も数多く存在します。実際、私たちがよく知っている周期表のウラン92番以降の元素はすべて、科学者によって人工的に合成されたものです。

中国北西部の重要な都市である蘭州には、蘭州重イオン加速器という技術の巨人がいる。元素から合成された超兵器です。

元素を人工的に合成する鍵は、ある元素の原子核を「砲弾」として使い、別の元素の原子核に衝突させることです。 2つの原子核が融合すると、新しい元素が生成されます。新しい元素の陽子の数は、前の 2 つの元素の陽子の数の合計です。たとえば、原子番号 98 のカリホルニウム原子核に原子番号 5 のホウ素原子核を衝突させると、元素番号 103 のローレンシウムが生成されます。

現在、人類によって発見または合成された元素は 118 種類あります。科学者たちの次の目標は元素番号119を合成することです。

中国科学院現代物理研究所の研究員、張志遠氏は、元素番号118は元素番号98のカリホルニウムに「砲弾」であるカルシウム48を衝突させることで合成されたと述べた。元素番号 119 を作るには、カリホルニウムを次の元素番号 99 に置き換えるだけです。

しかし、99番元素のアインスタイニウムの世界生産量はマイクログラムレベルしかなく、目的の材料にすることはできません。解決策の 1 つは、シェル核とターゲット核の組み合わせを変更することです。

入射核と標的核の組み合わせを変えると、2 つの重い核間の反発力が大幅に増大し、2 つの核が融合する可能性が大幅に減少するという問題が発生します。したがって、軽い入射核を重い標的核にできるだけ多く衝突させることによってのみ、元素 119 を合成することができます。

新しい元素を合成する確率を高めるためには、単位時間あたりの砲弾粒子ビームの数、つまりビーム強度をさらに高める必要があります。この目的のために、研究者たちは超重元素の研究専用の加速器を建設し、新しい元素の衝撃合成のための良好な実験条件を提供しました。

「ビーム粒子を光速の約10分の1まで加速し、別の原子核に衝突させる」と張志遠氏は語った。

重イオン加速器のイオン源は装置全体の出発点であり、加速された砲弾状の原子核は加速器トンネルに入ります。

これらの金属ターゲットの厚さはわずか数ミクロンです。殻の原子核によって形成されたビームが金属材料に衝突し、核反応を引き起こして新しい原子核に融合します。

新しく合成された原子核が検出システムに入ると、一連の崩壊を経て、最終的に検出器によって検出されます。

特定に成功すると、超重元素の合成に成功したことを意味します。

現在、この超重元素研究用加速器は1万時間以上安定して稼働しています。 119番元素の合成は難しいものの、研究は進みました。

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