科学家成功合成铹的第14个同位素******
超镄新核素铹-251不仅是近20年来科研人员首次直接合成的铹的新同位素,也是迄今为止合成的中子数N为148的最重同中子异位素。铹-251具有α衰变性,可以发射出两个不同能量的α粒子。
超重元素的合成及其结构研究是当前原子核物理研究的一个重要前沿领域。铹是可供合成并进行研究的一种超镄元素,引起了人们极大的兴趣。
近日,科研人员利用美国阿贡国家实验室充气谱仪(AGFA)成功合成了超镄新核素铹-251。相关成果发表于核物理学领域期刊《物理评论C》。
此次合成铹的新同位素,运用了什么技术方法?合成得到的铹-251,具有什么基本特征?合成的铹-251对于物理、化学等学科的研究来说具有什么意义?针对上述问题,记者采访了这一工作的主要完成人之一,中国科学院近代物理研究所副研究员黄天衡。
不断进行探索,再次合成铹同位素
铹的化学符号为Lr,原子序数为103,是第11个超铀元素,也是最后一个锕系元素。“一般来说,原子序数大于铹的元素被称为超重元素。”黄天衡介绍。
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素。同一种元素的同位素在化学元素周期表中占有同一个位置,同位素这个名词也因此而得名。
103号元素由阿伯特·吉奥索等科研人员于1961年首次合成。为纪念著名物理学家欧内斯特·劳伦斯,103号元素被命名为铹。锕系元素是元素周期表ⅢB族中原子序数为89—103的15种化学元素的统称,其中,铹元素在锕系元素中排名最后。
截至目前,科研人员们共合成了铹的14个同位素,质量数分别为251—262、264、266。目前合成的铹的14个同位素中,铹-251至铹-262是在实验中通过熔合反应直接合成的,铹-264和铹-266则是将原子序数更高的核素通过衰变生成的。
目前,铹的化学研究中最常使用的同位素是铹-256和铹-260。科研人员通过化学实验证实铹为镥的较重同系物,具有+3氧化态,可以被归类为元素周期表第七周期中的首个过渡金属元素。由于铹的电子组态与镥并不相同,铹在元素周期表中的位置可能比预期的更具有波动性。在核结构研究方面,受限于合成截面等原因,目前的研究仅集中在铹-255上。然而即使是铹-255,其结构能级的指认目前也还存有争议。
通过熔合反应,形成新的原子核
铹和其他原子序数大于100的超镄元素一样,无法通过中子捕获生成。目前铹只能在重离子加速器中通过熔合反应合成。由于原子核都具有正电荷而会相互排斥,因此,只有当两个原子核的距离足够近的时候,强核力才能克服上述排斥并发生熔合。粒子束需要通过重离子加速器进行加速。在轰击作为靶的原子核时,粒子束的速度必须足够大,以克服原子核之间的排斥力。
“仅仅靠得足够近,还不足以使两个原子核发生熔合。两个原子核更可能会在极短的时间内发生裂变,而非形成单独的原子核。”黄天衡介绍,如果这两个原子核在相互靠近的时候没有发生裂变,而是熔合形成了一个新的原子核,此时新产生的原子核就会处于非常不稳定的激发态。为了达到更稳定的状态,新产生的原子核可能会直接裂变,或放出一些带有激发能量的粒子,从而产生稳定的原子核。
在此次实验中,科研人员利用美国阿贡国家实验室ATLAS直线加速器提供的钛-50束流轰击铊-203靶,通过熔合反应合成了目标核铹-251。这个新的原子核产生后,会和其他反应产物一起被传输到充气谱仪(AGFA)中。在充气谱仪(AGFA)中,铹-251会被电磁分离出来,并注入到半导体探测器中。探测器会对这个新原子核注入的位置、能量和时间进行标记。
“如果这个原子核接下来又发生了一系列衰变,这些衰变的位置、能量和时间将再次被记录下来,直至产生了一个已知的原子核。该原子核可以由其所发生的衰变的特定特征来识别。”黄天衡说。根据这个已知的原子核以及之前所经历的系列连续衰变的过程,科研人员可以鉴别注入探测器的原始产物是什么。
超镄新核素铹-251不仅是近20年来科研人员首次直接合成的铹的新同位素,也是迄今为止合成的中子数N为148的最重同中子异位素(具有相同中子数的核素),还是利用充气谱仪(AGFA)合成的首个新核素。目前的实验结果表明,铹-251具有α衰变性,可以发射出两个不同能量的α粒子。
拓展新的领域,推动超重核理论研究
由于形变,若干决定超重核稳定岛位置的关键轨道能级会降低到质子数Z约等于100、中子数N约等于152核区的费米面附近。对于这一核区的谱学研究可以对现有描述稳定岛的各个理论模型进行严格检验,从而进一步了解超重核稳定岛的相关性质。由于上述原因,对于这一核区的谱学研究是当下探索超重核结构性质的热点课题。
此前的理论模型均无法准确地描述这一核区铹的质子能级演化,相关的实验数据十分有限。“本次实验的初衷为把铹的结构研究进一步拓展到丰质子区,尝试开展系统性的研究。”黄天衡表示。
研究结果表明,形成超重核稳定岛的关键质子能级在铹的丰质子同位素中存在能级反转现象。此外,研究人员还通过推转壳模型下粒子数守恒方法(PNC-CSM)较好地描述了这一现象,并指出了ε_6形变在这一核区的质子能级演化中起到的重要作用。
“此次研究指出了ε_6形变在铹的丰质子核区的质子能级演化中起到的重要的作用,对现有的理论研究提出了新的挑战,将推动超重核领域相关理论研究的发展。”黄天衡说。(记者颉满斌)
国际社会热议二十大:求解世界之问的“中国答案”******
(中共二十大·声音)国际社会热议二十大:求解世界之问的“中国答案”
中新社北京10月23日电 历时7天的中共二十大22日闭幕。国际社会持续关注二十大释放的中国发展新信号。多国政要、专家学者接受中新社记者采访时指出,当今世界面临诸多全球性课题,“世界怎么了、我们怎么办”亟需新解答。中国以自身实践参与全球治理,二十大为世界之问提供了“中国答案”。
10月22日,中国共产党第二十次全国代表大会闭幕会在北京人民大会堂举行。 中新社记者 盛佳鹏 摄中国的新征程也是世界的新机遇
委内瑞拉南方电视台在报道二十大成果时指出,中共二十大概述了中国未来的发展方向。大会通过决议、对党章进行修改,都是为了更好适应新时代的发展。
“以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴,将开创一个崭新的时代。”在尼泊尔农工党主席比久克切看来,中共对国家的发展愿景有着明确规划,并正在朝着目标迈出坚定步伐。
泰国泰中“一带一路”研究中心主任威伦表示,二十大向外界释放出中国将稳定发展的预期,中国发展不仅让本国人民受益,也会让世界民众受益。
“二十大报告强调中国坚持高水平对外开放、推动共建‘一带一路’高质量发展,说明中国对外开放的步伐不会停止。”马来西亚新亚洲战略研究中心理事长许庆琦认为,这必将为世界各国与中国开展经贸合作提供新机遇。
中国发展经验带给世界更多启示
巴基斯坦联合通讯社报道指出,巴基斯坦驻华大使莫因·哈克在接受采访时坦言,中国在以人为本的发展和经济增长方面取得的成功给发展中国家带来启示,尤其是在乡村振兴、工业化、科技进步等领域的经验值得学习借鉴。
日本庆应义塾大学名誉教授大西广认为,共同富裕是中国当前重要的奋斗目标,这一目标在国际上也有所实践。“中国提出的‘一带一路’倡议正帮助发展中国家进步,正是实现‘世界版共同富裕’的重要实践。”
德国黑森州欧洲及国际事务司前司长博喜文表示,近年来,中国已被证明是全球经济增长最重要的驱动力,互联互通的世界从中国的稳定增长中受益匪浅。
“在我看来,正是这不同寻常的道路——中国特色社会主义道路,使中国模式对其他国家具有吸引力,为其他国家开辟了更广泛的交流借鉴机会。”俄罗斯科学院中国与现代亚洲研究所“俄罗斯、中国、世界”中心高级研究员安德烈·达维多夫说。
“人类命运共同体”为全球发展贡献中国智慧
百年变局叠加世纪疫情,是携手应对风险挑战,还是“大难临头各自飞”,这是摆在国际社会面前的选择。面对“建设一个什么样的世界,如何建设这个世界”的时代之问,二十大也提供了“中国答卷”。
加纳通讯社发表评论指出,二十大强调推动构建新型国际关系、构建人类命运共同体,这表明中国正在积极解决中国和世界面临的新问题和长期存在的难题。
“世界大国不仅要自己发展,还要为整个国际社会的安定和繁荣以及人类整体的生存和发展作贡献。”东日本国际大学客座教授西园寺一晃表示,回顾近现代史,一些国家的发展是以牺牲他国利益实现的。而中国提出的人类命运共同体理念,为世界共同发展提供了有益经验,展现了大国应有的责任和担当。
“中国在展望自身发展的同时,也提出了一个更广泛的、面向国际社会的展望。”韩国全球战略合作研究院院长黄载皓认为,人类命运共同体理念寻求多元文明交流互鉴的新局面,寻求人类共同利益和共同价值的新内涵,同时也在寻求各国合作应对多样化挑战和实现包容性发展的新道路。(完)
(参与记者:吴旭 苏婧欣 吕少威 张晨翼 田冰 马秀秀 陈悦 王国安 刘旭)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |