1952年11月1日，一個為美國軍方工作的美國

科學家

團隊啟動了一個代號為“常春藤麥克（Ivy Mike）”的奇怪三層建築上的開關，引爆了這世界上第一顆氫彈，氫彈是一種新型核武器，威力是投在日本的原子彈的700 倍。

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炸彈試驗是在南太平洋馬紹爾群島的一個名為埃尼威托克的小環礁上進行的。當常春藤麥克被引爆時，它釋放出 10。4 兆噸的爆炸力，大約相當於1040 萬噸 TNT。相比之下，投在廣島的原子彈僅產生了 15 千噸（15，000 噸TNT）。

爆炸完全蒸發了埃尼威托克環礁，併產生了4。8 公里寬的蘑菇雲。身著防護服的工人從鄰近的島嶼收集輻射材料，並將其送回加利福尼亞的伯克利實驗室（現為勞倫斯伯克利國家實驗室）進行分析。在那裡，由阿爾伯特·吉奧索（Albert Ghiorso） 領導的一組曼哈頓計劃研究人員僅分離出了200 個包含 99個質子和 99 個電子的全新元素的原子。

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上圖鑀是由曼哈頓計劃的核科學家阿爾伯特·吉奧索在 1952 年被稱為“常春藤麥克”的氫彈爆炸的餘燼中發現的。

1955 年，研究人員向全世界宣佈了他們的發現，並以他們的科學英雄命名：鑀。

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大而不穩定

鑀是週期表上第99號元素，與其他非常重的放射性元素（如鉲和鉳）位列在元素週期表上。一些放射性元素，特別是鈾，在地殼中存在大量的鈾（地下的鈾比黃金多）。但是，有些重元素，包括鑀，也只能透過爆炸氫彈或將亞原子粒子在反應堆中撞擊在一起來人工製造。

是什麼使元素具有放射性？藥物化學家約瑟夫·格拉伊奇 （Joseph Glajch） 曾廣泛研究用於醫學成像的其他放射性元素，他解釋說：“當元素達到一定大小時，原子核變得如此之大以至於它會解體，接下來它會吐出中子或質子和電子，然後衰變到較低的元素狀態。”

隨著放射性元素衰變，它們會釋放出以α粒子、β粒子、伽馬射線和其他輻射形式存在的亞原子粒子簇。某些型別的輻射相對無害，而其他型別的輻射會對人體細胞和 DNA 造成損害。

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上圖：伯克利實驗室的科學家（左起）詹妮弗·瓦克、萊蒂西亞·阿內多-桑切斯、科裡·卡特 和 Katherine Shield 在 Rebecca Abergel 的化學實驗室處理放射性鑀樣品。

短暫的“保質期”

隨著放射性元素衰變，它們也會形成具有不同原子量的不同同位素。元素的原子量是透過將原子核中的中子數與質子數相加來計算的。例如，1952 年在南太平洋收集到的鋨是一種同位素，稱為鑀-253，它有99 個質子和 154 箇中子。

但同位素不會永遠存在。它們每個都有不同的“半衰期”，即一半物質衰變成新同位素或更低元素的估計時間。鑀-253 的半衰期僅為 20。5 天。另一方面，鈾 238 是自然界中最常見的鈾同位素，其半衰期為 44。6 億年。

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在實驗室（實驗室，我們指的是高度專業化的核反應堆）合成鑀等重放射性元素的困難之一是大元素開始衰變非常快。

“隨著你創造出越來越大的元素和同位素，將它們保留足夠長的時間以觀察它們變得越來越困難，” 格拉伊奇說。

小樣本大突破

這就是為什麼最近化學界如此激動的原因，當時一組科學家成功地保留了一個短壽命的鑀樣品，其時間足以測量這種超稀有元素的一些化學性質。

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在勞倫斯伯克利國家實驗室的麗貝卡·阿伯格爾 （Rebecca Arbergel） 的帶領下，科學家們耐心地等待田納西州橡樹嶺國家實驗室生產的 鑀-254 的微小樣本。樣品重250 納克或十億分之一克，半衰期為276 天。當2020年COVID-19大流行時，該研究被擱置了數月，在此期間，每30天就有7% 的樣本降解。

阿伯格爾的突破來自於一種分子螯的發明，它可以將單個鑀- 254原子固定在足夠長的位置，以測量其分子鍵的長度以及它在什麼波長下發光。這兩項測量對於瞭解鑀及其重表親如何潛在地用於癌症治療等方面都至關重要。