????“超鈾元素（transuranicelement）？”

????對(duì)于實(shí)驗(yàn)室同事來(lái)說(shuō)，元素element一詞自然是耳熟能詳；但transuranic無(wú)疑是個(gè)新詞，引得大家一片議論。

????當(dāng)孫元起把這個(gè)詞寫(xiě)到黑板上的時(shí)候，大家發(fā)現(xiàn)詞意并不難理解：trans，這個(gè)詞頭表示跨越、超過(guò)的意思，比如translation、transportation等；uranic，在化學(xué)上是“鈾的”。兩個(gè)單詞合起來(lái)，就是“超鈾的”意思。

????可超鈾元素是什么？

????鈾是自然界中能夠找到的最重的元素，自從1789年德國(guó)化學(xué)家克拉普羅特把它從瀝青鈾礦中分離出來(lái)后，化學(xué)家一直在嘗試發(fā)現(xiàn)比它更重的元素。一百二十年過(guò)去了，化學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了更多的元素，甚至確定了鈾的原子序數(shù)是92，卻依然沒(méi)有發(fā)現(xiàn)比它更重的元素。

????超鈾元素？世界上存在原子序數(shù)超過(guò)鈾的元素么？大家心里都有這樣的疑問(wèn)。

????“是的，超鈾元素?！睂O元起很肯定地說(shuō)，“鈾是自然界中能夠找到的最重元素，這是毋庸置疑的。超過(guò)鈾的元素因?yàn)榇蠖鄶?shù)都不穩(wěn)定，半衰期很短，所以在自然界基本上約等于不存在。要想發(fā)現(xiàn)和制取它們，只有通過(guò)人工核反應(yīng)。”

????關(guān)于超鈾元素的提出，孫元起糾結(jié)了很長(zhǎng)時(shí)間，因?yàn)橹苽涑櫾匾话阌袃蓷l途徑：

????第一條途徑比較好實(shí)現(xiàn)，就是加速氘核來(lái)轟擊鈾238，從而獲得了钚239。钚是原子序數(shù)為94的元素，這樣一來(lái)，超鈾元素的概念就得以證實(shí)?？墒穷?39裂變速度快、臨界質(zhì)量小、半衰期長(zhǎng)，部分核性能比鈾235還好，加上鈾238在自然界儲(chǔ)量又高，使得钚239一度成為早期核武器中最重要的核裝料。二戰(zhàn)末期投放在長(zhǎng)崎市和廣島市的原子彈，都是使用钚239制作的內(nèi)核部分。當(dāng)然，有利就有弊，钚239的毒性非常大，生產(chǎn)成本也高，需要建造復(fù)雜的生產(chǎn)堆和后處理廠，才能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

????第二條途徑最為人所熟知，即用中子轟擊鈾。用中子來(lái)轟擊一種元素時(shí)，經(jīng)常會(huì)使被轟擊元素轉(zhuǎn)變?yōu)樵有驍?shù)比它大1的元素。這樣一來(lái)，超鈾元素就可以源源不斷地被發(fā)現(xiàn)。但這里面卻存在這兩個(gè)問(wèn)題。

????首先現(xiàn)在還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)中子。中子倒不難發(fā)現(xiàn)，尤其是現(xiàn)在粒子加速器被發(fā)明之后，只要用它來(lái)加速α粒子，然后轟擊鈹、硼或鋰這些較輕的元素，就可以獲得中子。盡管單獨(dú)存在的中子不穩(wěn)定，平均壽命只有大約16分鐘，卻足以用來(lái)做很多事了，比如加速后轟擊鈾。

????其次是一旦用中子轟擊鈾，除了出現(xiàn)新元素之外，最有可能出現(xiàn)的現(xiàn)象就是核裂變核裂變既是一個(gè)極復(fù)雜的核過(guò)程，又具有重大的實(shí)用價(jià)值，一旦公開(kāi)，就會(huì)引發(fā)全世界的關(guān)注。當(dāng)年鈾核裂變的假說(shuō)一經(jīng)提出，世界上所有的物理實(shí)驗(yàn)室立刻沸騰起來(lái)，迅速對(duì)這一現(xiàn)象展開(kāi)了緊張的研究。在不到一年的時(shí)間里，發(fā)表的有關(guān)核裂變的科學(xué)論文就達(dá)到了一百多篇，這在物理學(xué)史上是沒(méi)有前例的。既然大家全神貫注研究核裂變，那鏈?zhǔn)椒磻?yīng)必然要被發(fā)現(xiàn)，核武器也就呼之欲出了。

????當(dāng)然，從發(fā)現(xiàn)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)到實(shí)現(xiàn)可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，可不是一蹴而就的，用它來(lái)制造核武器更是難于上青天。因?yàn)樽畛酰性趯?shí)驗(yàn)室進(jìn)行的研究工作都是利用鈾235來(lái)實(shí)現(xiàn)可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。鈾235是一種稀有的同位素，在天然鈾中的含量只有0.7。要實(shí)現(xiàn)核爆炸，可能需要幾公斤到幾十公斤純度90以上的鈾235。在1940年之前，人類從未獲得過(guò)哪怕是超微量的純鈾235，要生產(chǎn)出以“公斤”計(jì)的這東西來(lái)，不啻是天方夜譚

????這兩方面的利弊，孫元起權(quán)衡已久。此時(shí)提出“超鈾元素”的概念，卻是心中已經(jīng)拿定主意：“之前，我們用氘核照射鉬，發(fā)現(xiàn)了第一種人造元素锝。同理，如果我們用氘核照射鈾，會(huì)不會(huì)產(chǎn)生新的元素呢？我想，答案應(yīng)該是肯定的

????“在發(fā)現(xiàn)锝元素之后，肯定也有很多人想過(guò)用氘核照射鈾，但迄今沒(méi)有任何結(jié)果報(bào)告出來(lái)。為什么呢？這里面的原因大家都能想到，首先是鈾很珍貴，普通人沒(méi)有能力來(lái)做這個(gè)實(shí)驗(yàn)；其次，用氘核照射鈾之前，必須用大型粒子加速器來(lái)加速，才可能獲得的結(jié)果。這樣的加速器，眼下只有我們?cè)貙?shí)驗(yàn)室才有，這就給了我們一個(gè)機(jī)會(huì)，相信只要大家克服樣本質(zhì)量小、分離難度大等難關(guān)，一定會(huì)有所發(fā)現(xiàn)”

????為什么泄露第一種方法呢？孫元起有自己的考慮：

????在發(fā)現(xiàn)核裂變之前，钚的某些特性并不會(huì)引起研究者太大的關(guān)注。再者，提純钚239實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，需要建造復(fù)雜的生產(chǎn)堆和后處理廠，至少孫元起手頭暫時(shí)沒(méi)有這種研究能力和工業(yè)基礎(chǔ)，所以必須給足元素實(shí)驗(yàn)室足夠的甜頭，然后用“研究已知元素的制備方法”的合理借口，讓他們先走一步，才能間接地實(shí)現(xiàn)自己的目的。即便元素實(shí)驗(yàn)室不上鉤，自己也可以借鑒他們實(shí)驗(yàn)中分離钚的技術(shù)。這些技術(shù)，總不至于對(duì)實(shí)驗(yàn)室主任也保密吧？