集齊元素周期表有多難,比爾蓋茨都做不到,最貴的一克價值千億

元素周期表自19世紀發布以來,人類在后續的發現和合成中不斷地在進行補充,如今元素周期表上的元素已有一百多種。各種形態和特性的元素讓不少化學迷愿意去 收藏這些神奇的物質,如果想要收集世界上所有的元素需要怎麼做?

有錢,而且必須非常有錢,比如像比爾蓋茨這樣。其實比爾蓋茨還真的干過這件事,在他的辦公室里就 有一整面墻被拿來收集化學元素。比爾蓋茨曾在一次活動中就邀請過影星威爾史密斯前去參觀,他表示自己除了放射性元素沒有進行收集,幾乎已經把能夠收集到元素都放在了那面墻上。

看來億萬富翁也很難把所有元素收集完畢,但就算比爾蓋茨真的打算收集帶有放射性的元素,同樣也不行。元素周期表中的元素價格差異巨大,據悉 最貴的元素價格一克接近3000億人民幣。這種元素是什麼?集齊元素周期表有多困難?為什麼元素周期表中的元素價格差異會如此巨大?

本文接下來將從元素周期表中的元素案例以及它們的化學特性來解答,最后來看看比爾蓋茨都集不齊的元素周期表,到底有多貴?

又毒又貴的釙

我們可以先來看看,讓比爾蓋茨的錢包都感到壓力的釙元素,釙-210。自然界存在的釙-210是鈾-238和鐳-226衰變后的產物,這是一種 污染非常大的放射性污染物

它的發現歷史較早,在19世紀末期由居里夫婦在瀝青鈾礦中發現。由于該物質的強放射性,到了20世紀,釙元素成為了代頓計劃的一部分,并被認為是 潛在的核武器中子引發劑

但是后來這種放射性元素卻 在另一塊領域發光發熱,原子彈主要交給了其他放射性元素。20世紀50年代,美國原子能委員會,也就是今天的美國能源部,研究了在放射性同位素熱點發電機中, 使用釙元素作為熱源以給衛星供電的可能性。

最終在實驗開發的選取階段,實驗室選擇了半衰期更長的钚-238作為能源,釙-210的2.5瓦特原子電池敗下陣來。不過這并意味著釙元素電池被扔進了垃圾桶,如果把它拿來用作 輕型熱源還是很不錯的。

釙-210可以發射出大量的α粒子,這些粒子如果在短距離內被致密介質吸收,便能 把動能轉換為熱能,一克釙-210可以產生140瓦的熱功率。例如在前蘇聯發射的月球步行者登陸器中,就包含有一個釙-210熱源電池,這可以保證機器在月球夜晚時穩定內部組件的溫度。

說到釙元素的毒性,也許有人知道這種放射性元素含有劇毒,但這種毒性是可以被合理地控制在安全使用范圍內。釙-210和其他釙同位素能夠對生物造成極強的放射傷害,釙-210的毒性是氫氰酸的25萬倍, 一克釙-210就可以讓5千萬人倒下,另外5千萬人患病

與其他放射性元素相似,這種毒性是由α粒子電離輻射造成的。盡管釙-210的毒性非常強烈,但是它在人體外并不構成威脅,由于α粒子的 貫穿力很弱,無法穿透人體皮膚,因此只需要做好必要的實驗防護就能隔絕這種放射性危害。

然而釙元素有較強的生物富集性,這種生物富集污染存在于煙草、土壤、海洋生物中。話說回來, 只要釙-210不接觸人體傷口、直接攝入,這種元素相對其他放射性元素還是 比較安全的。

這種元素存量非常稀少,人工合成也十分困難,同時有著非常高的科研價值和開發利用價值,因此釙元素從合成開發以來,價格就沒低過。據悉釙元素每克的價格在2950億, 接近3000億的價值讓它成為了最昂貴的元素

所以你看,就算比爾蓋茨想收集放射性元素,光是釙元素就夠這些億萬富翁們喝一壺的了,而且還沒有算上其他價格高昂的元素。除了釙元素以外,還有哪些元素價格十分昂貴呢?

產量稀少的放射性元素

其實這些放射性元素之所以貴,很重要的一個原因在于,它們 合成十分困難,而且產量稀少,锎元素就是另一個很好的例子。

锎元素最早由加州伯克利大學在上世紀50年代合成,其方法是用α粒子撞擊鋦。锎屬于錒系元素,是第六種人工合成的超鈾元素,同樣也 具備強放射性

它的外觀為銀白色金屬,并且擁有三種晶體結構,分別存在于三種環境下,主要以常壓高溫或者高壓狀態存在。在室溫下,锎金屬會在空氣中緩慢地失去光澤,目前已知的20種锎同位素中,锎-251是 最為穩定的,其半衰期在 898年

由于所有锎同位素的半衰期都在898年以下,因此在自然界中形成的锎元素都已經衰變消失。科學家認為行星誕生和超新星都會產生锎,而 超新星的物質衰變符合锎-254的半衰期時間,不過這種推測還有待商榷。

另外在核爆以及高鈾含量的礦藏中,重元素經過中子捕獲,經歷β衰變之后,可能會自然產生極其微量的锎。現在常見的锎合成都是在實驗室里,而且 合成過程非常高大上。實驗室锎在核反應堆和粒子加速器中,锫-249受中子撞擊后會立即進行β衰變,之后便會形成锎-250。

锎元素主要應用在探測器和核醫學中,例如在治療子宮頸癌和腦癌時,部分治療方法便會應用到锎所產生的中子,另外在飛機、探測器、武器部件中,锎能夠解決相應的工業問題,以及探測需求。

锎同樣有著非常高的科研價值,這也決定了它自身的價值不菲。并且在 世界上僅有兩處設施可以生產锎,地點分別在美國和俄羅斯,同時產量非常低。截止2003年的生產記錄,這兩座設施每年分別生產0.25克和0.025克的锎-252,市場價格在每克11億左右。如果沒有特別的生產需要, 全世界的锎存量其實并不多

對于放射性元素來講,除了貴、制作困難外,還有一點就是 難保存。基本上越是往后的放射性元素,半衰期時間也會越短,這使得它們的保存相當不易。甚至有的元素可能就存在那麼一瞬間,

同時,部分元素還是重要的科學研究對象,根本無法進行交易,只能存在于科學研究之中。所以說要想收集完元素周期表上的所有元素,錢的問題只是其次。另外,對于元素收集還存在一些變量,這些變量也會導致元素價格有所不同。不同形式的元素,例如金屬晶體就比一般形式的金屬更加昂貴, 純度和形態也是決定元素價格的一大因素

富豪的行為看看就差不多得了,真要想收集,他們也得傾家蕩產。對于一般的化學迷或者收藏愛好者而言,收集元素周期表還得 量力而行

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