对于放射性元素为什么会通过释放质子或捕获电子来达到这种原子核的稳定状态，以及为什么n：p在1．2：1－1．5：之间，元素才具有稳定性这一现象，目前还无法准确地回答，还有待于科学家的努力。
核裂变反应的发现
1．费米教授的设想
1934年，约里奥·居里夫妇用他们发现的天然放射性元素钋放射出的α粒子轰击硼、铝和镁制成的靶子，发现了一个奇怪的现象：在轰击的过程中除产生中子以外，靶本身还自动发射正β射线。
与费米的想法不同，德国化学家诺达克认为用中子轰击重核元素时会使后者裂成几个大碎块，这些碎块必然是已知元素的同位素。这好比用一块顽石去击一个竖放着的大砖，会使大砖裂成几个碎块，但它们仍是砖。
2．核裂变反应的发现
费米的想法和诺达克的见解引起料学家们的兴趣，大家特别关注中子轰击铀时的产物，纷纷对此进行研究。1938年，约里奥一居里从铀的中子照射产物中发现了一种与镧的化学性质一样的具有放射性的镧的同位素。这一发现引起了德国物理学家哈恩和斯特拉斯曼的注意，因为他们在1937年就曾经用中子轰击铀靶得到了9种具有不同半衰期的放射性元素，他们当时确认其中3种是铀的同位素，另外6种是原子序数在93—96的超铀元素。当居里夫人报告她发现镧的放射性同位素以后，哈恩和斯特拉斯曼用同样的方法重复做了他们1937年时所做的实验，结果发现：在所产生的新核中有原子序数为56的钡和原子序数为36的氪，同时有两三个中子放出。
哈恩把这一重要发现告诉远在斯德哥尔摩的合作者奥地利物理学家梅特涅。他在信中写到：我们从铀里得到了钡，经过多次反复，确证无疑，问题是铀的原子量几乎是钡的二倍，这说明一个原子核能分裂，这件事可能出现吗？
梅特涅在分析以后，回信说：“这个实验结果是无可怀疑的，也许从能量角度来分析，一个这样重的核有可能分裂。”于是哈恩和斯特拉斯曼断定：“铀核吸收中子后，分裂成大小相近的两个原子核，一个是原子序数为56的钡，另一个是原子序数为36的氪。他们把这种现象称为“核裂变”。
后来经过梅特涅及弗立希、约里奥一居里夫妇，匈牙利核物理学家西拉德、意大利核物理学家费米、丹麦化学家玻尔以及我国著名核物理学家王涂昌等无数科学家的精心研究，才知道裂变产物非常复杂。现在已知的分裂产物有35种元素，放射性核也有200种以上。
在裂变反应中特别应该注意的是一个中子射进铀核，便会有两三个中子放射出来，而其中慢中子对于产生裂变有效得多。如果将放射出来的快速中子减速，那么这两三个慢中子又能再进行铀核的裂变。依此类推，就形成了循环串联的裂变。由于裂变过程极为短暂，又是一触即发，因此叫做“雪崩式”的裂变，即链式裂变。
梅特涅根据爱因斯坦质能联系定律进行计算，发现每一个铀核裂变时伴随着有二百多兆电子伏特的能量释出。这一能量是十分巨大的，比碳燃烧时的化学能，即一个碳原子和两个氧原子结合能要大5千万倍，这就是意义巨大的原子能。
3．不为法西斯效力
哈恩因为发现核裂变反应而获得1944年诺贝尔化学奖，这是当之无愧的。
哈恩之所以取得如此重要的发现，这是与他在中学时期就热爱化学、终生致力于化学事业分不开的。1879年3月哈恩诞生在德国的法兰克福，父亲是位农民，只有他这一个儿子，可他从小身体就不好。上中学后哈恩对数学、化学、物理非常热爱，学习成绩优异。中学毕业后他考人马柏格大学化学系，1901年获博士学位。1910年任伯林大学教授，1912年担任德国威廉皇家学会化学研究所所长。
哈恩发现核裂变反应之时，正值希特勒发动第二次世界大战，许多科学家对此感到不安，担心希特勒会生产出原子弹用于战争。但是哈恩坚决反对生产原子弹，拒绝参加纳粹的原子弹的研究工作。因此，希特勒终究没有制造出原子弹。但美国利用这一发现于1945年7月16日试验成功世界上第一颗原子弹，制出的另外两颗原子弹在同年8月投在了日本的广岛和长崎。
1955年哈恩负责起草了诺贝尔奖金获得者的“海洛宣言”，对滥用原子能的危险提出警告。1957年，18位德国杰出科学家反对德国获得任何核武器，哈恩也是其中一员。1968年7月28日哈恩与世长辞，在悼词中有这样一段叙述：“哈恩是一位名副其实的最仁慈的人，而这正是他作为一位探索者和科学家，作为马克思——普朗克学会的创始人和主席，作为在蒙受耻辱的年代中坚忍不拔的战士，以及在他晚年时作为一位贤明的忠告者而吸取其创造性力量的源泉。”这是对哈恩热爱科学、反对战争最恰当的评价。
4．开辟科学新时代
哈恩发现裂变反应并能放出巨大的能量，为人类开辟了一个新时代——原子能时代。众所周知，煤和石油是目前主要能源，但它们燃烧时会放出大量尘灰和有害气体，造成严重的环境污染，且资源有限。核裂变的发现使核能成为世界各国非常重视的新能源。从1954年6月27日前苏联建造了世界上第一个原子能发电站以来，至今已有300多座原子能电站建成，我国也相继建成了秦山和大亚湾两座核电站，为工农业生产输送着强大的电力。
除此而外，核裂变时产生的放射性同位素可以标记原子，广泛应用于工业探伤及农业、医学等科学实验中。裂变时产生的中子和射线不仅运用于物理研究之中，而且在军事、天文、医疗等方面发挥重要作用。
核裂变的发现加深了人们对原子结构的认识，科学家们运用各种最新的手段探索原子的奥秘，以后又发现了核聚变。
由于裂变反应的深入研究，一些新的边缘学科随之诞生，如，放射化学、同位素化学，辐射化学、靶子化学、示踪原子化学等等。这些学科的发展为人类的健康及物质生活带来了无可比拟的变化，使人类跨入了原子时代。
海水能成为铀的主要来源吗
铀作为一种放射性化学元素在国防、工业、科研中有着极其重要的地位。由于其核裂解时能释放巨大的能量，从而成为核武器的主要原料。随着人们对于铀的认识由过去的单一性向多元化转变、从而更加重视起了对铀的开发和利用。目前全世界拥有核武器的国家很少，而核工业国家却不断地发展，核能也由单纯的军事型转变为民用型，核电站就是这种转化的典型代表。目前世界上各国的核电站原料能源大都采用铀。因而人们从以往的淘金热，变成了淘铀热。据科学家分析，全球陆地上的铀矿总和约可产铀250万吨，也就是说，如果全世界都采用铀为原料制造核武器。核电站以及航天、航海中应用核燃料的话，那么用不了多长时间，大陆上的铀矿就会被开采一空，而为之所建立的一切设施将变成一堆废钢铁。当然，这种想法确实有点悲观。
专家们又提出，铀在海水中的总量超过陆地总量的一千五百多倍，这无疑为有核武器、核工业的国家注入了一针强心剂，于是人们便开始了海中寻铀的艰难工作。
在人们头脑一阵发热之后，才慢慢地发现，这是一场多么艰难的工作呀！铀在海水中的浓度仅为十亿分之三，也就是说，1000吨海水中仅含有3克铀，铀存在于海水中的三碳酸盐复合物中。人们在处理了大量海水之后才发现，从海水中提取的铀所能释放的能量仅仅相当于或略高于将其从海水提取过程中所消耗的能量，这未免有些得不偿失了。于是科学家们又开始探讨新的方法，以减少耗能而获取更多的铀。
美国科学家们用有机树脂分离海水中的铀与几种其他金属，在实验室研究中获得了成功，但是由于有机树脂的吸附率较低而大量生产成本较高，很难在实际工业中应用。后来，又经过长期的探索，终于发现了一种较为理想的新的铀吸附剂——水合二氧化钛，并且就此而研制出了一套以二氧化钛为基础的海水采铀的技术。
在这众多的研究大军中，我国科学家们为此做出了重大贡献。他们研究发现，氧化铝、氢、氢氧化铁和氧化锌的吸铀能力最强，并且已在实验中得到证实，如果在实际工业中能够得以应用的话，那么提取铀的成本将大大下降，这无疑为海水提铀工业做出了巨大的贡献。
另外，国外一些研究机构，也发现了较为经济简便的抽铀方法，他们研制开发了一种负离子交换剂，其吸附铀的效果也十分显著，在实验室中的表现上乘，但是在利用潮流的海水实验中，却令人失望。如想突破这个大关，尚需要另外研制一个与之完全不同的抽铀工艺流程。
总之，海水提铀的设想是伟大的，而完成这个设想是极为困难的。目前世界上有数以千计的科学家和研究小组，仍在不懈地努力着，我们深信会有一天，海水提铀不再是一个神话，但现在我们只能将其列为一个尚未解开的谜。
水助燃之谜
中国有句俗语叫“水火难容”，意思是说水是火的对头，两者是势不两立的事物。水能灭火也是常见的事实。大家知道，只要哪里发现火灾，消防车就会隆隆地开去，喷出“大水”，火便会很快熄灭。
但是，在特定的条件下，水却能帮助燃烧哩！或许您早已注意到，在工厂或老虎灶旁边的煤堆里，工人师傅常把煤堆浇得湿淋淋的，如果您问他们为什么要浇水时，他会告诉您说：“湿煤要比干煤烧得更旺。”
难道这是可能的吗？
原来，世界上一切事物，都会按不同的条件表现自己的独特性格。水也不例外，其实水能助燃，也表现在日常生活上，当你在烧开水时，如果壶里水开了溢出来，落到煤炉上，顿时火焰会变得更旺。究其原因也不复杂，因为，当炉膛中煤燃烧的温度很高时，加入水，就会和煤起化学作用生成一氧化碳和氢气。
一氧化碳和氢气都是燃烧的能手，这样一来，炉膛内的火就会烧得更旺，水能助燃的奥秘就在这里。
为了证明上述的原理，我们可以做下面的一个实验。烧瓶中放入200毫升水，在另一燃烧管中放入粒状硬质煤块，实验开始时先用小火匀热燃烧管，再用大火对着煤块加热使煤块变红，同时把烧瓶中的水煮沸，使水蒸汽通过燃烧管，此时在另一端燃烧管中点燃，就有蓝色火焰出现。
这个实验，也是工业上制造水煤气的原理。
除碳外，水也可和其他非金属元素起作用。
水和氟能在常温下发生剧烈反应，生成氟化氢和氧气。
在光的催化下，氯也可和水作用生成盐酸和浓氯酸。
至于不活泼的非金属元素如溴、碘、磷等，一般就不能和水发生作用了。
探测生物导弹之谜
在海湾战争中，爱国者与飞毛腿展开了一场导弹大战，令世人瞩目。导弹作为现代化战争中一种必不可少的武器，正日益受到广泛关注。
也许你还不太知道，在医学工程中也有一种导弹，它利用高度的准确率将一枚枚载有杀死特定某种物质的药物，发射到预定的目标。执行这种特殊功能的载体，就是目前研究中的生物导弹。
战争所应用的导弹之所以能够准确地击中预定目标，是因为其弹头上装有一种先进的制导系统。据专家的报告，一枚优良的导弹，能够在几千公里以外发射而击中预定目标，误差范围不超过15米。这种现代化的高精尖技术，遗憾地被用在了屠杀生命上。而生物导弹与之相反的是用于解救人类的生命。
对于生物导弹的制导系统的研究，是生物导弹作用大小的关键所在。我们知道，癌症是目前人类难以攻克的顽症，对于癌症的治疗目前所采用的无非是化疗和治疗。这两种治疗虽然对癌细胞有一定的杀灭作用，但同时也有许多正常的组织细胞在治疗中被杀死。另外，化疗药物随血液循环抵达癌组织时，药物浓度已经很低了，产生不了有效的作用浓度。于是，人们想到能不能用什么方法来使病变局部的药物浓度提高而不杀死正常组织细胞呢？
科学家们在研究中发现，如果将癌细胞从机体组织中提出一部分，将其移植到裸鼠体内，然后多次繁殖，使癌细胞失去原有的生物活性，这时将其与抗癌药物相结合重新注人体内。奇迹出现了，这些载有抗癌药物的癌细胞，具有极高的方向辨别力，进入体内后迅速回到原来癌细胞生长的部位，并且将结合于其身上的抗癌药物也一同带到原有的癌组织中，这时抗癌药释放出来，有效地杀死了癌细胞。这些最初被提取出来的癌细胞，由于其减毒移植后仍具有较强的认亲性，因而是一种极为理想的导弹头。
这种实验目前已被应用到了临床，医学通过对胃腺癌的研究，制成了生物导弹，在临床上收到了良好的效果。但目前仍只是停留在胃腺癌的水平上，因为腺癌比起其他类型的癌细胞来说较为容易被培养分离。在针对其他癌细胞的生物导弹研究中，遇到了极大的困难。
生物导弹作为生物化学和医学领域中的一门新兴科学，已经受到广泛重视。目前，国内外许多医疗科研单位都在积极地研究中，但其提取、分离、结合载体等过程极为复杂，并且制作周期较长，还很难广泛地应用于临床，因此，对于这些方面的研究改进，是我们今后努力的方向，希望人类在制造杀人导弹的同时，应该多多关注救人的导弹。
金属陶瓷的奥秘
当今时代是一个高科技飞速发展的时代，人们习惯了快节奏的生活，以至一些交通工具也在向着提高速度的方面发展。高速列车、气垫船、超音速飞机等，都是这些高科技发展的产物，为人类的生活提供了极为便利的条件。
目前世界上最快的超音速客机为音速的3倍，而在军事上应用的超音速战斗机最高速度可为音速的8倍。这些飞机速度的提高一是减少了阻力，二是增强了发动机的性能。我们知道，飞行器的高速运动均是由自身所携带的燃料燃烧产生的巨大热能，进而转化为动能的，因此该发动机的性能优劣，直接关系到飞行器的飞行性能。这在汽车、火车、轮船上也是同样的。
据专家们测定，当飞行器高速飞行时，其发动机喷出的热量高达5000℃以上，我们知道，太阳表面的温度也不过6000℃左右。什么物质能够在这种高温下不被融化呢？钢铁是远远达不到了，合金钢与之也有一定的距离，于是人们想到陶瓷，陶瓷在这些材料中，耐高温的能力是最强的了，但是陶瓷却有一个致命的弱点，就是太脆弱了，它能耐得起高温，却耐受不了高压。
