二 寻找同位素

一寸光阴一寸金。可见光阴和黄金的可比值是多么的精贵啊！社会的进步，终于使人们认识到：其实，这个世界还有比黄金贵重的东西呢。比如， 在医疗、农业、原子能工业中用的各种同位素，它们的价值均比黄金贵重得多。一克硫 24 同位素价格大约是 60 美元，一克氘同位素的价格约为 200 美

元，一克溴 79 同位素的价格更贵，约 7000 美元，而一克黄金的价格，不过

20 美元左右。

同位素是指原子核内的质子数相同而中子数不同的那些元素。因它们的原子核内质子数目相同，所以在元素周期表上，它们居于同一个位置，因而将它们称为“同位素”。自然界里，大多数元素均以几种同位素的混合物存在的。而我们要使用的往往不仅是其中的某一种同位素。如铀这种元素，就是以质量数 234、235 和 238 这三种同位素存在于铀矿之中，用做核燃料的是同位素铀 235。这就需要采用分拣的方法获得，各种原子质量有些微小的差异，而物理性质与化学性质则极为相似。所以以常规化学提纯方法，难以把其中的一种同位素提纯出来。用沙里淘金也难以形容这类提纯同位素的高难度。换句话说，同位素的贵重，主要在于它的提纯难度太大，数量稀少。

于是，人们想到了用激光分离同位素。按照原子光谱理论，原子核质量不同的原子，其能级结构亦略有差异，它们发射的光波波长，也有一定差别， 反映到光谱图上，便有发生错位的光谱。利用各个同位素的原子在能级上略有差异这一点，用单色性很好的激光，有选择地对不同的同位素原子作光激光，最后将激发的那种同位素分拣出来。

再如，用物理方法，把用激光激发了的同位素分离出来。用波长比较短的激光，将一种同位素的原子光电离，利用电学的方法，把已经被光电离子的同位素收集起来，也能把其中一种同位素分离出来。

要能够只把其中一种同位素的原子激发。就必须用一种单色性极好的光束——用一种光谱线宽度很窄的光束，来照射同位素混合物，也就是只能给我们要分离的那种同位素“开小灶”。利用激光光谱线极窄的特点，就能只让其中一种同位素的原子受激发或电离，而其余的同位素原子却依然处于基态。这就是之所以要利用激光分离同位素的基本道理。

70 年代初，我国的激光科技工作者，已能利用激光成功地将氢的几种同位素分离出来。