原子序数从1到92的元素中,除了锝、钷、砹和钫之外,都可以在地球上检测到相當的量,它們大多具有穩定或長半衰期的同位素,或者是鈾和釷的普遍衰變產物。锝、钷、砹和钫雖然也存在於自然界中,但僅有痕量的存在。砹和钫只存在於鈾衰變鏈和錒衰變鏈的非常小的分支中,不但難以被生成,半衰期也極短,會很快衰變成其他元素;而原子序數較小的锝和钷只能由鈾-238的自發裂變以及由鉬/釹分別發生中子俘獲而產生。
原子序数92以上的超鈾元素由於半衰期較短,從地球誕生至今早已衰變殆盡,且現今自然界中也缺乏形成它們的途徑或機制,因此都是以人工合成的方法產生的,僅有兩個原子序最小的超鈾元素在地球上被發現自然生成:錼和鈽,不過皆為以痕量的存在。我們可以在富铀的矿石中检测到它们的痕迹。这些痕迹是铀矿石经过中子俘获後紧接着發生β衰变而生成的,例如以下反應:238U + n → 239U → 239Np → 239Pu。
超鈾元素可以用核反应堆或者粒子加速器人工合成。原子序≤100(鐨以前)的超鈾元素大多是在核反應爐中以中子照射母核種靶核來合成的,能夠較大量地生產。至於原子序超過100的超鈾元素只能以粒子加速器加速帶電粒子撞擊重原子核來合成,合成難度高且產量極少。[1]此外,在核试验后也會生成少量的超鈾元素,自二戰以來的多次核武器試驗已將至少八種超鈾元素釋放到環境中,包括錼、鈽、鋂、鋦、鉳、鉲、鑀和鐨。[2]
原子序大於103(鐒)的超鈾元素又稱為超重元素,超重元素的半衰期很短,極為不穩定,只能在人工環境中少量製成,且生成後會快速衰變,因此難以對其性質進行詳細研究。[3][4]目前所發現原子序最大的超重元素是118號的鿫。
超鈾元素的半衰期有随着原子序数的增加而缩短的趋势,然而也有例外:例如鐒、𨧀、鎶和鈇的一些同位素的半衰期就比預料中的還要長。格伦·西奥多·西博格预言了在这一系列元素中有更多的反常核種,并且把它们归类于“稳定岛”,即质子數或中子數为幻数的原子核具有特别的稳定性。
超铀元素中未发现的元素及已发现但尚未正式命名的元素,皆使用IUPAC元素系统命名法。超铀元素的命名曾引起很大的争论,104到109号元素命名的争论从1960年代开始一直到1997年才解决(參見超鐨元素爭議)。
越重的超鈾元素生產難度越大,成本越高,價格隨原子序數增大而快速上漲。截至2008年,武器級鈽的價格約為每克4,000美元[5],而每克鉲的價格超過6,000萬美元。[6]鑀是目前產量能以肉眼所見的最重元素。[7]