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怎樣才能知道地球的年齡(4)

像童話一樣有趣的科學(xué)書:向地球提出問題 作者:(韓)權(quán)秀珍


鐳元素是從鈾元素中產(chǎn)生出的一種非常奇妙的元素。令人感到驚奇的是,鈾元素在不斷衰變之后,就會(huì)產(chǎn)生出新的元素鐳元素。不過,鐳元素的含量非常少,即使在堆積如山的鈾礦石中,也只能提煉出非常微量的鐳元素。在居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳元素之前,還沒有任何一個(gè)人在自然界發(fā)現(xiàn)過這種元素,人們甚至不知道自然界中還存在著這種元素,然而居里夫人卻從鈾元素中提煉出了鐳元素。

居里夫人的發(fā)現(xiàn)震驚了所有科學(xué)家。鈾元素居然可以變?yōu)殍D元素!在很早以前,煉金術(shù)士們認(rèn)為一種元素可以轉(zhuǎn)化為另一種元素,但是物理學(xué)家和化學(xué)家們卻認(rèn)為,這樣的變化是絕不可能發(fā)生的。

在煉金術(shù)士們退出歷史舞臺(tái)的100多年時(shí)間中,科學(xué)家們致力于尋找各種物質(zhì)的組成元素。最終,他們找出了組成所有物質(zhì)的92種元素。他們一致認(rèn)為,這些元素都不可能變成其他元素。但是,鈾這種奇異的元素,卻能夠自己衰變成另一種元素鐳元素。而如果鐳元素繼續(xù)進(jìn)行分裂,最終居然能夠得到鉛元素!這是由于鐳元素原子核的狀態(tài)不穩(wěn)定,所以才會(huì)發(fā)生這樣的變化。

在鈾元素變成鐳元素的過程中,會(huì)放出大量的光和熱。我們將元素釋放出能量,并變成其他元素的性質(zhì),稱為放射性。居里夫人是第一個(gè)將這個(gè)詞匯公之于世的科學(xué)家。在后來,放射性元素被用在我們生活中的各個(gè)領(lǐng)域。醫(yī)生們利用放射性元素來治療癌癥;政治家們用它來制造核武器;而地質(zhì)學(xué)家們則利用放射性元素來計(jì)算地球的年齡。

放射性元素為什么能夠計(jì)算地球的年齡呢?科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),鈾元素的衰變具有相當(dāng)?shù)奶厥庑?,不管在何時(shí)何地,不管是在100年前還是100年后,不管是在非洲還是北極,鈾元素的衰變?度都是一成不變的。鈾元素總是按照一定的時(shí)間和一定的量進(jìn)行衰變,產(chǎn)生的鉛的量也是一定的??茖W(xué)家們利用這樣的變化規(guī)律,預(yù)測(cè)變化的結(jié)果,并用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行計(jì)算。

科學(xué)家們通過精密的實(shí)驗(yàn),觀察鈾原子的原子核遭到破壞,轉(zhuǎn)化為鉛原子的過程。鈾原子在遭到破壞以后,原來的鈾原子原子核的量就會(huì)減少一半。剩下的鈾和新產(chǎn)生的鉛的量變成了一比一??茖W(xué)家們將原子的原子核的量變?yōu)槌跏紩r(shí)候一半所需要的時(shí)間,稱作半衰期。


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