核反应堆和粒子加速器在合成人工元素中扮演着至关重要的角色。核反应堆主要通过让铀等重元素不断吸收中子,产生更重的核素,然后通过衰变产生新的元素。这种方法适用于合成较轻的超铀元素。而粒子加速器则通过将一个轻原子(如铍)加速到极高速度,然后撞击重元素的原子核(如铋),迫使它们结合形成新的、更重的元素。这种方法适用于合成更重的元素,如115号元素及以上。
人工合成元素具有放射性,会衰变成其他较轻的核素。由于它们的半衰期与地球的寿命相比非常短,即使在地球形成的初期曾经存在过这些元素,到现今也已经全部衰变为其他元素而消失在地球上了。目前,只有在核武器或是在核反应堆、粒子加速器中进行的核试验中才能发现人工合成元素的原子。
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