AI tools
Loading AI tools
注意：本頁有Unihan擴充B區漢字：「𨧀」，這些字元可能會錯誤顯示，詳見Unicode擴充漢字。

超鈾元素（英語：Transuranium element）在化學上指的是原子序數大於92（鈾的原子序數）的重元素。它們都具有放射性不穩定並會衰變成其他元素。除了在自然界中發現痕量的鎿和鈈之外，地球上沒有天然存在的元素，並且它們都是人工合成元素。

在元素週期表中的超鈾元素
氫（非金屬） 氦（貴氣體）
鋰（鹼金屬） 鈹（鹼土金屬） 硼（類金屬） 碳（非金屬） 氮（非金屬） 氧（非金屬） 氟（鹵素） 氖（貴氣體）
鈉（鹼金屬） 鎂（鹼土金屬） 鋁（貧金屬） 矽（類金屬） 磷（非金屬） 硫（非金屬） 氯（鹵素） 氬（貴氣體）
鉀（鹼金屬） 鈣（鹼土金屬） 鈧（過渡金屬） 鈦（過渡金屬） 釩（過渡金屬） 鉻（過渡金屬） 錳（過渡金屬） 鐵（過渡金屬） 鈷（過渡金屬） 鎳（過渡金屬） 銅（過渡金屬） 鋅（過渡金屬） 鎵（貧金屬） 鍺（類金屬） 砷（類金屬） 硒（非金屬） 溴（鹵素） 氪（貴氣體）
銣（鹼金屬） 鍶（鹼土金屬） 釔（過渡金屬） 鋯（過渡金屬） 鈮（過渡金屬） 鉬（過渡金屬） 鍀（過渡金屬） 釕（過渡金屬） 銠（過渡金屬） 鈀（過渡金屬） 銀（過渡金屬） 鎘（過渡金屬） 銦（貧金屬） 錫（貧金屬） 銻（類金屬） 碲（類金屬） 碘（鹵素） 氙（貴氣體）
銫（鹼金屬） 鋇（鹼土金屬） 鑭（鑭系元素） 鈰（鑭系元素） 鐠（鑭系元素） 釹（鑭系元素） 鉕（鑭系元素） 釤（鑭系元素） 銪（鑭系元素） 釓（鑭系元素） 鋱（鑭系元素） 鏑（鑭系元素） 鈥（鑭系元素） 鉺（鑭系元素） 銩（鑭系元素） 鐿（鑭系元素） 鑥（鑭系元素） 鉿（過渡金屬） 鉭（過渡金屬） 鎢（過渡金屬） 錸（過渡金屬） 鋨（過渡金屬） 銥（過渡金屬） 鉑（過渡金屬） 金（過渡金屬） 汞（過渡金屬） 鉈（貧金屬） 鉛（貧金屬） 鉍（貧金屬） 釙（貧金屬） 砹（類金屬） 氡（貴氣體）
鈁（鹼金屬） 鐳（鹼土金屬） 錒（錒系元素） 釷（錒系元素） 鏷（錒系元素） 鈾（錒系元素） 鎿（錒系元素） 鈈（錒系元素） 鎇（錒系元素） 鋦（錒系元素） 錇（錒系元素） 鐦（錒系元素） 鎄（錒系元素） 鐨（錒系元素） 鍆（錒系元素） 鍩（錒系元素） 鐒（錒系元素） 鑪（過渡金屬） 𨧀（過渡金屬） 𨭎（過渡金屬） 𨨏（過渡金屬） 𨭆（過渡金屬） 䥑（預測為過渡金屬） 鐽（預測為過渡金屬） 錀（預測為過渡金屬） 鎶（過渡金屬） 鉨（預測為貧金屬） 鈇（貧金屬） 鏌（預測為貧金屬） 鉝（預測為貧金屬） 鿬（預測為鹵素） 鿫（預測為貴氣體）
Z > 92 (鈾, U)

概述

原子序數從1到92的元素中，除了鍀、鉕、砹和鈁之外，都可以在地球上檢測到相當的量，它們大多具有穩定或長半衰期的同位素，或者是鈾和釷的普遍衰變產物。鍀、鉕、砹和鈁雖然也存在於自然界中，但僅有痕量的存在。砹和鈁只存在於鈾衰變鏈和錒衰變鏈的非常小的分支中，不但難以被生成，半衰期也極短，會很快衰變成其他元素；而原子序數較小的鍀和鉕只能由鈾-238的自發裂變以及由鉬/釹分別發生中子俘獲而產生。

原子序數92以上的超鈾元素由於半衰期較短，從地球誕生至今早已衰變殆盡，且現今自然界中也缺乏形成它們的途徑或機制，因此都是以人工合成的方法產生的，僅有兩個原子序最小的超鈾元素在地球上被發現自然生成：鎿和鈈，不過皆為以痕量的存在。我們可以在富鈾的礦石中檢測到它們的痕跡。這些痕跡是鈾礦石經過中子俘獲後緊接着發生β衰變而生成的，例如以下反應：238U + n → 239U → 239Np → 239Pu。

超鈾元素可以用核反應堆或者粒子加速器人工合成。原子序≤100（鐨以前）的超鈾元素大多是在核反應堆中以中子照射母核種靶核來合成的，能夠較大量地生產。至於原子序超過100的超鈾元素只能以粒子加速器加速帶電粒子撞擊重原子核來合成，合成難度高且產量極少。[1]此外，在核試驗後也會生成少量的超鈾元素，自二戰以來的多次核武器試驗已將至少八種超鈾元素釋放到環境中，包括鎿、鈈、鎇、鋦、錇、鐦、鎄和鐨。[2]

原子序大於103（鐒）的超鈾元素又稱為超重元素，超重元素的半衰期很短，極為不穩定，只能在人工環境中少量製成，且生成後會快速衰變，因此難以對其性質進行詳細研究。[3][4]目前所發現原子序最大的超重元素是118號的鿫。

超鈾元素的半衰期有隨着原子序數的增加而縮短的趨勢，然而也有例外：例如鐒、𨧀、鎶和鈇的一些同位素的半衰期就比預料中的還要長。格倫·西奧多·西博格預言了在這一系列元素中有更多的反常核種，並且把它們歸類於「穩定島」，即質子數或中子數為幻數的原子核具有特別的穩定性。

超鈾元素中未發現的元素及已發現但尚未正式命名的元素，皆使用IUPAC元素系統命名法。超鈾元素的命名曾引起很大的爭論，104到109號元素命名的爭論從1960年代開始一直到1997年才解決（參見超鐨元素爭議）。

越重的超鈾元素生產難度越大，成本越高，價格隨原子序數增大而快速上漲。截至2008年，武器級鈈的價格約為每克4,000美元[5]，而每克鐦的價格超過6,000萬美元。[6]鎄是目前產量能以肉眼所見的最重元素。[7]

超鈾元素列表

More information 序號, 元素 ...
序號 元素 符號 電子在每個能階的排佈
93 鎿 Np 2, 8, 18, 32, 22, 9, 2
94 鈈 Pu 2, 8, 18, 32, 24, 8, 2
95 鎇 Am 2, 8, 18, 32, 25, 8, 2
96 鋦 Cm 2, 8, 18, 32, 25, 9, 2
97 錇 Bk 2, 8, 18, 32, 27, 8, 2
98 鐦 Cf 2, 8, 18, 32, 28, 8, 2
99 鎄 Es 2, 8, 18, 32, 29, 8, 2
100 鐨 Fm 2, 8, 18, 32, 30, 8, 2
101 鍆 Md 2, 8, 18, 32, 31, 8, 2
102 鍩 No 2, 8, 18, 32, 32, 8, 2
103 鐒 Lr 2, 8, 18, 32, 32, 8, 3
104 鑪 Rf 2, 8, 18, 32, 32, 10, 2
105 𨧀 Db 2, 8, 18, 32, 32, 11, 2
106 𨭎 Sg 2, 8, 18, 32, 32, 12, 2
107 𨨏 Bh 2, 8, 18, 32, 32, 13, 2
108 𨭆 Hs 2, 8, 18, 32, 32, 14, 2
109 䥑 Mt 2, 8, 18, 32, 32, 15, 2
110 鐽 Ds 2, 8, 18, 32, 32, 16, 2
111 錀 Rg 2, 8, 18, 32, 32, 18, 1
112 鎶 Cn 2, 8, 18, 32, 32, 18, 2
113 鉨 Nh 2, 8, 18, 32, 32, 18, 3
114 鈇 Fl 2, 8, 18, 32, 32, 18, 4
115 鏌 Mc 2, 8, 18, 32, 32, 18, 5
116 鉝 Lv 2, 8, 18, 32, 32, 18, 6
117 鿬 Ts 2, 8, 18, 32, 32, 18, 7
118 鿫 Og 2, 8, 18, 32, 32, 18, 8
Close

超重元素

在元素週期表中的超重元素
氫（非金屬） 氦（貴氣體）
鋰（鹼金屬） 鈹（鹼土金屬） 硼（類金屬） 碳（非金屬） 氮（非金屬） 氧（非金屬） 氟（鹵素） 氖（貴氣體）
鈉（鹼金屬） 鎂（鹼土金屬） 鋁（貧金屬） 矽（類金屬） 磷（非金屬） 硫（非金屬） 氯（鹵素） 氬（貴氣體）
鉀（鹼金屬） 鈣（鹼土金屬） 鈧（過渡金屬） 鈦（過渡金屬） 釩（過渡金屬） 鉻（過渡金屬） 錳（過渡金屬） 鐵（過渡金屬） 鈷（過渡金屬） 鎳（過渡金屬） 銅（過渡金屬） 鋅（過渡金屬） 鎵（貧金屬） 鍺（類金屬） 砷（類金屬） 硒（非金屬） 溴（鹵素） 氪（貴氣體）
銣（鹼金屬） 鍶（鹼土金屬） 釔（過渡金屬） 鋯（過渡金屬） 鈮（過渡金屬） 鉬（過渡金屬） 鍀（過渡金屬） 釕（過渡金屬） 銠（過渡金屬） 鈀（過渡金屬） 銀（過渡金屬） 鎘（過渡金屬） 銦（貧金屬） 錫（貧金屬） 銻（類金屬） 碲（類金屬） 碘（鹵素） 氙（貴氣體）
銫（鹼金屬） 鋇（鹼土金屬） 鑭（鑭系元素） 鈰（鑭系元素） 鐠（鑭系元素） 釹（鑭系元素） 鉕（鑭系元素） 釤（鑭系元素） 銪（鑭系元素） 釓（鑭系元素） 鋱（鑭系元素） 鏑（鑭系元素） 鈥（鑭系元素） 鉺（鑭系元素） 銩（鑭系元素） 鐿（鑭系元素） 鑥（鑭系元素） 鉿（過渡金屬） 鉭（過渡金屬） 鎢（過渡金屬） 錸（過渡金屬） 鋨（過渡金屬） 銥（過渡金屬） 鉑（過渡金屬） 金（過渡金屬） 汞（過渡金屬） 鉈（貧金屬） 鉛（貧金屬） 鉍（貧金屬） 釙（貧金屬） 砹（類金屬） 氡（貴氣體）
鈁（鹼金屬） 鐳（鹼土金屬） 錒（錒系元素） 釷（錒系元素） 鏷（錒系元素） 鈾（錒系元素） 鎿（錒系元素） 鈈（錒系元素） 鎇（錒系元素） 鋦（錒系元素） 錇（錒系元素） 鐦（錒系元素） 鎄（錒系元素） 鐨（錒系元素） 鍆（錒系元素） 鍩（錒系元素） 鐒（錒系元素） 鑪（過渡金屬） 𨧀（過渡金屬） 𨭎（過渡金屬） 𨨏（過渡金屬） 𨭆（過渡金屬） 䥑（預測為過渡金屬） 鐽（預測為過渡金屬） 錀（預測為過渡金屬） 鎶（過渡金屬） 鉨（預測為貧金屬） 鈇（貧金屬） 鏌（預測為貧金屬） 鉝（預測為貧金屬） 鿬（預測為鹵素） 鿫（預測為貴氣體）
Z > 103 (鐒, Lr)
主條目：超重元素

超重元素（也稱為超重原子，通常縮寫為 SHE）通常是指從鑪（原子序數104）開始的錒系後元素 (transactinide elements)。(第一個 6d 元素鐒有時也包括在內，但不一定)。這些元素只被人工製造出來，目前沒有任何實際用途，因為它們的半衰期很短，從幾小時到幾毫秒不等，會在很短的時間後衰變，這也使得它們極難被研究。[3][4]

超重原子都是從20世紀後半葉開始被創造出來的，隨着科技的進步，21世紀的超重原子也不斷被創造出來。它們是透過在粒子加速器中轟擊元素而產生的，數量達到原子規模，目前尚未發現大規模產生的方法。[3]

應用

超鈾元素在科技領域的應用取決於每個核種的核特性（如衰變方式、半衰期、可裂變性等），而不是利用這些元素的物理及化學性質。[8]

鈈-239具有高的熱中子裂變截面，用於製造核武器和用作核反應堆中的核燃料（如快中子增殖反應堆）。

鈈-238和鋦-244衰變時會放出大量熱能，被用作放射性同位素熱電機的熱源，作為人造衛星、太空探測器及無人燈塔等設施的電源。[9][10][11]

鋦-244是α粒子X射線光譜儀中最常見的α粒子射源，用於許多探測車和着陸器等太空探測器。[12]

電離煙霧探測器中使用極微量的鎇-241氧化物作為電離輻射源[13]，可用來預防火災。這種煙霧探測器比光學煙霧探測器來得便宜、靈敏度較高，但更容易發生誤報。[14][15][16][17]鎇-241還可用作中子[18]、γ射線及α粒子射源。[19][20]

鐦-252是一種強中子放射源，使用於醫療、科學及工業領域，例如癌症治療[21]、反應堆的啟動中子源（英語：Startup neutron source）[21]、中子射線照相（英語：Neutron imaging）[22]、燃料棒掃描儀[21]及中子活化分析[23]等。

原子序數≥99（鎄以後）的超鈾元素由於半衰期很短，非常不穩定，無法大量生產，因此目前在科學研究之外沒有實際用途。

在粒子加速器中，使用較輕的超鈾元素作為高能帶電粒子撞擊的標靶，可以合成出其他原子序更高的超鈾元素。[24][25]

參見

參考資料

外部連結

Wikiwand in your browser!

Seamless Wikipedia browsing. On steroids.

Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.

Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.

Chrome
Wikiwand for Chrome
Edge
Wikiwand for Edge
Firefox
Wikiwand for Firefox