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你知道神秘的“119號”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，按照這個周期律，當(dāng)時已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的金、銀、銅、鐵、氧等63種元素可以排列成一張元素周期表，表中每一個行稱為一個周期，每一列稱為一個族，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完整的周期。全世界的科學(xué)家都希望能發(fā)現(xiàn)第119號元素，開啟一個新的元素周期，中國科學(xué)家也在努力。

探尋神秘的“119號”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：元素周期表上的元素，最重的元素到了118號元素。118號元素合成以后，大家都想去合成第119號元素。這118個元素剛好把元素周期表的7個周期全部填滿，那我們未來可能合成的第119號元素，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核心的科學(xué)目標(biāo)，去合成下一個新元素。

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號到118號超重元素是在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。哪個國家的實驗室最先發(fā)現(xiàn)新元素，那么這個國家或?qū)嶒炇揖陀袡?quán)對這個新元素進行命名。目前全球科研實力較強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，使得這個新元素的誕生仍然是個謎。

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

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，極個別元素甚至只能存在非常短的時間，所以這些元素在地球的自然環(huán)境中不可能存在，只能通過實驗室人工合成出來，科學(xué)家相信未知的第119號元素同樣如此。全世界的科學(xué)家都在努力希望能在實驗室合成這個元素。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，為我國率先實現(xiàn)新元素的合成打下了良好的基礎(chǔ)。

01:17

總臺央視記者 褚爾嘉：這臺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。它擁有一個非常長的直線加速器，長度達到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)定運行了10000多個小時。

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，并成功實現(xiàn)了14.8粒子微安流強、224兆電子伏能量的氬40束流穩(wěn)定運行。

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號元素，在1個粒子微安的束流條件下，我一天大概可以得到1個115號元素的粒子。但是如果我有10個粒子微安的束流，那么同樣我一天就可以得到10個粒子，那樣在相同的時間內(nèi)，我就可以做更精細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)更強的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——強流重離子加速器也正在建設(shè)中，預(yù)計2025年左右完工。到時我國將再添新元素“探尋利器”。

00:44

強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)造國際一流的實驗條件。

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

新元素有什么用處？

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

歷史表明每個新元素都“非常有用”

專家介紹，基礎(chǔ)研究的一個特點就是在做它之前，誰都不知道有什么用，但是一旦做成了，也許有很大的應(yīng)用價值。新元素研究就是這樣一個研究領(lǐng)域，誕生之前，誰都難以判斷它未來一定會在哪個領(lǐng)域產(chǎn)生影響，但是從以往的經(jīng)驗來看，每個元素的發(fā)現(xiàn)都會對人類生產(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：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。如果我們在實驗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)理論是一個重要的檢驗。同時在這個過程中，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，都是一個非常基礎(chǔ)的必要條件。