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你知道神秘的“119號(hào)”元素嗎？1869年，俄國科學(xué)家門捷列夫發(fā)現(xiàn)了元素周期律，按照這個(gè)周期律，當(dāng)時(shí)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的金、銀、銅、鐵、氧等63種元素可以排列成一張?jiān)刂芷诒?，表中每一個(gè)行稱為一個(gè)周期，每一列稱為一個(gè)族，同一族的元素有相同的性質(zhì)。隨著科學(xué)的發(fā)展，目前人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了118種元素。元素周期表上也有了七個(gè)完整的周期。全世界的科學(xué)家都希望能發(fā)現(xiàn)第119號(hào)元素，開啟一個(gè)新的元素周期，中國科學(xué)家也在努力。

探尋神秘的“119號(hào)”元素

01:48

記者：這么多年搞科學(xué)研究，中國科學(xué)家目前的研究方向到底在這個(gè)表的什么位置呢？

中國科學(xué)院近代物理研究所研究員 張志遠(yuǎn)：元素周期表上的元素，最重的元素到了118號(hào)元素。118號(hào)元素合成以后，大家都想去合成第119號(hào)元素。這118個(gè)元素剛好把元素周期表的7個(gè)周期全部填滿，那我們未來可能合成的第119號(hào)元素，它就應(yīng)該排在元素周期表的第8周期。所以這也是我們做超重元素研究的一個(gè)核心的科學(xué)目標(biāo)，去合成下一個(gè)新元素。

據(jù)介紹，在元素周期表中，原子序數(shù)大于103的元素被稱為超重元素，113號(hào)到118號(hào)超重元素是在2016年前后，由日本、俄羅斯、美國等國家的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)并命名的。哪個(gè)國家的實(shí)驗(yàn)室最先發(fā)現(xiàn)新元素，那么這個(gè)國家或?qū)嶒?yàn)室就有權(quán)對這個(gè)新元素進(jìn)行命名。目前全球科研實(shí)力較強(qiáng)的國家都在開展新元素的探索和研究，不過由于技術(shù)上的限制，使得這個(gè)新元素的誕生仍然是個(gè)謎。

中國科學(xué)院近代物理研究所研究員 張志遠(yuǎn)：要讓它原子核里面有119個(gè)質(zhì)子，要合成這樣的原子核非常困難。這個(gè)新元素的產(chǎn)生方法發(fā)生了變化，沿著原來從114到118號(hào)元素合成的這個(gè)技術(shù)路線到119號(hào)不再適用了。我們需要去尋找新的實(shí)驗(yàn)路線才能去做119號(hào)元素合成的這個(gè)實(shí)驗(yàn)。

我國獲重要技術(shù)飛躍 助力探尋新元素

元素周期表排名靠后的絕大部分元素都具備一定的放射性，因此這些元素的穩(wěn)定性比較差，極個(gè)別元素甚至只能存在非常短的時(shí)間，所以這些元素在地球的自然環(huán)境中不可能存在，只能通過實(shí)驗(yàn)室人工合成出來，科學(xué)家相信未知的第119號(hào)元素同樣如此。全世界的科學(xué)家都在努力希望能在實(shí)驗(yàn)室合成這個(gè)元素。最近，中國科學(xué)院近代物理研究所在超重元素研究加速器裝置上取得了重要技術(shù)飛躍，為我國率先實(shí)現(xiàn)新元素的合成打下了良好的基礎(chǔ)。

01:17

總臺(tái)央視記者 褚爾嘉：這臺(tái)大型的科研裝備就是中國科學(xué)院近代物理研究所的中國超重元素研究加速器裝置。它擁有一個(gè)非常長的直線加速器，長度達(dá)到50多米。自從2022年這套裝置整體建成出束以來，目前已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行了10000多個(gè)小時(shí)。

新元素“探尋利器”：超重元素研究加速器

據(jù)介紹，2019年中國科學(xué)院近代物理研究所開始將原有的質(zhì)子直線加速器改造升級為重離子加速器，讓它成為超重元素研究的專用加速器。經(jīng)過近3年的改造，如今這套裝置已經(jīng)成為國際上技術(shù)領(lǐng)先的新元素研究利器，并成功實(shí)現(xiàn)了14.8粒子微安流強(qiáng)、224兆電子伏能量的氬40束流穩(wěn)定運(yùn)行。

中國科學(xué)院近代物理研究所所長 孫志宇：比如說我要合成115號(hào)元素，在1個(gè)粒子微安的束流條件下，我一天大概可以得到1個(gè)115號(hào)元素的粒子。但是如果我有10個(gè)粒子微安的束流，那么同樣我一天就可以得到10個(gè)粒子，那樣在相同的時(shí)間內(nèi)，我就可以做更精細(xì)的研究或者可以得到一些產(chǎn)生概率更低的元素。

新一代新元素“探尋利器”正在建設(shè)中

為了早日實(shí)現(xiàn)合成新元素的科學(xué)目標(biāo)，我國新一代技術(shù)指標(biāo)更強(qiáng)的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——強(qiáng)流重離子加速器也正在建設(shè)中，預(yù)計(jì)2025年左右完工。到時(shí)我國將再添新元素“探尋利器”。

00:44

強(qiáng)流重離子加速器裝置已經(jīng)于2018年在廣東惠州開工建設(shè)，這一大科學(xué)裝置將為我國相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究提供國際上脈沖流強(qiáng)最高的重離子束流和精度最高的核質(zhì)量環(huán)形譜儀，為我國核物理和核天體物理基礎(chǔ)研究創(chuàng)造國際一流的實(shí)驗(yàn)條件。

中國科學(xué)院近代物理研究所研究員 張志遠(yuǎn)：未來的話，在惠州這個(gè)強(qiáng)流重離子加速器上，它的束流強(qiáng)度比我們現(xiàn)在的超重元素加速器裝置還要高。如果我們在這臺(tái)新裝置上去做新元素的合成實(shí)驗(yàn)，那么可能更容易去縮短束流時(shí)間，更有利于我們?nèi)ビ^測到整個(gè)事件。

新元素有什么用處？

各國科研人員花費(fèi)大量時(shí)間精力去探索的新元素到底有什么用處？會(huì)對人類產(chǎn)生哪些影響呢？

歷史表明每個(gè)新元素都“非常有用”

專家介紹，基礎(chǔ)研究的一個(gè)特點(diǎn)就是在做它之前，誰都不知道有什么用，但是一旦做成了，也許有很大的應(yīng)用價(jià)值。新元素研究就是這樣一個(gè)研究領(lǐng)域，誕生之前，誰都難以判斷它未來一定會(huì)在哪個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生影響，但是從以往的經(jīng)驗(yàn)來看，每個(gè)元素的發(fā)現(xiàn)都會(huì)對人類生產(chǎn)生活產(chǎn)生巨大影響。

中國科學(xué)院近代物理研究所研究員 張志遠(yuǎn)：從我們核物理的研究來講，理論預(yù)言，在最重的這些元素里面，存在一批壽命相對比較長的原子核。如果我們在實(shí)驗(yàn)上能夠合成了這些壽命比較長的原子核，那么它未來的用處也許可以作為核燃料，也許可以作為放射性醫(yī)學(xué)的一些原材料。

中國科學(xué)院近代物理研究所所長 孫志宇：我們的自然界都是由各種各樣的元素構(gòu)成的，我們自然界中到底存在多少種元素是一個(gè)自然而然產(chǎn)生的問題。尋找發(fā)現(xiàn)新的元素，尋找它存在的極限，對于我們現(xiàn)有的科學(xué)理論是一個(gè)重要的檢驗(yàn)。同時(shí)在這個(gè)過程中，發(fā)展的各種技術(shù)和方法也有很廣闊的應(yīng)用前景。對于一些同位素的藥物，對于一些放射性乏（燃）料的后處理等等，都是一個(gè)非?；A(chǔ)的必要條件。