元素之谜——谁是43号元素的真正发现者？，本文主要内容关键词为：元素论文,发现者论文,谁是论文,之谜论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1925年，德国化学家伊达·塔克及她的同事发布了一项令人吃惊的宣告。据报道，利用X射线分光术，他们发现了43号元素， 并将其命名为masurium（鎷）。然而，由于各种各样的原因，他们的成果没有得到公认。获得诺贝尔物理学奖的物理学家恩斯特·O ·拉伦斯说这些研究人员“显然是弄错了”。1937年，发现43 号元素的荣誉落在了CarloPerrier和Emilio Segre头上，他们给这种元素取名为“锝”。但是最近的研究却对关于发现鎷的说法提供了支持，促使人们重新仔细地考察有关证据。
塔克·瓦尔特·诺达克（他后来成了Tacke的丈夫）和Otto Berg的研究方法是把一束电子射向不同的物质，诱使它们发出X射线。当时人们已普遍认识到，X 射线的波长与被电子轰击的物质中元素的原子序数直接相关。利用这一方法，Noddack 小组分析了铌铁矿——一种含铌的黑色矿石——并获得了看来可与43号放射性元素对上号的X射线谱线。
但科学家们不相信这项成果。他们认为，由于43号元素的半衰期较短（其中一种同位素的半衰期为21万年），因此它不可能在地球上天然存在。（彼利埃和塞梅雷所发现的锝是人工合成出来的，即在回旋加速器中用亚原子粒子轰击42号元素钼而产生出锝。）此外，塔克（她已于二十多年前逝世）是一位女化学家而不是物理学家，并且没有担任什么重要的学术职务，这一事实可能也无助于人们承认她的成果。
但是自那以后科学家们已获知，锝的确可以通过铀的自发裂变而天然存在。最近，洛斯阿拉莫斯国家实验室的大卫·库梯斯及其同事在取自加拿大一座矿山的铀矿石中发现了锝，从而证实了六十年代的早期发现。不过，他们发现的锝的量极其微小——每一公斤铀中只含有10亿分之几克的锝。然而，诺达克夫妇和Berg所分析过的矿石可能含有多达10％的铀。这就是提出了一个问题：他们的实验装置是否具有探测如此微少的痕量锝所必需的灵敏度？
为了回答这个问题，国家标准与技术研究所的化学家约翰·T ·阿姆斯通利用谱分析软件和一个存储有高精度X 射线测量结果的数据库来模拟诺达克小组的工作。阿姆斯通实际上进行的是一系列虚拟实验。通过这些实验他发现鎷的数据的确与铌铁矿中存在43号元素相吻合。而且，他的研究结果还表明，诺达克夫妇和贝格使用的仪器可能具有必需的灵敏度，能够在从化学分离1公斤矿石后提取出的微量残渣中检测出不到十亿分之一克的锝。阿姆斯通的结论是，“经过所有这些分析工作后，我认为他们非常有可能真的发现了43号元素。”
其它一些因素也令人感兴趣。利用同样的X射线分光法， 诺达克夫妇和贝格发现了75号元素（这一发现是正确的），并将其命名为铼。事实上，他们是在介绍关于鎷的研究工作的那篇论文中报导关于铼的数据的。此外，Tacke 还第一个指出核裂变可以解释费米的部分实验结果，而费米却自以为他在这些实验中合成出了超铀元素。事实证明Tacke是对的，而费米则错了。（可笑的是，费米因为他自认为发现了超铀元素而获得诺贝尔奖。）
但是，关于鎷的说法远非无懈可击。诺达克夫妇和贝格在其1925年的论文中犯了一个大错——他们报导的检测到的43号元素的量高得完合离了谱（整整高出几个数量级）。而且，由于他们没有公布其实验的诸多细节，阿姆斯通和比利时列文大学的彼得·V ·阿瑟尔不得不推定某些仪器和分析条件。他们作出了一些比较宽松的假设，例如，他们假定诺达克小组使用了磁聚焦方法来把电子束瞄准在面积小于1 平方毫米的区域上。
但是，支持诺达克夫妇和贝格的证据虽然还说不上是决定性的结果，但比以往任何时候都更强有力。劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员Albert Chiorso指出：“原先我曾认为诺达克小组发现锝是一件完全不可能的事情。但是，在更仔细地考察了他们的研究工作之后，我认为，不能够随随便便就否定他们的说法。”顺便提一下，Ghiorso 曾与GlennT.Seaborg合作发现了几个费米未曾发现的超铀元素。