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)
“把中国游客带回来!”瑞士搬出“天王级”明星******
中新网1月18日电(甘甜)“我们准备好了!”“我希望更多的中国人到来!”
自中国优化调整防疫政策、有序恢复公民出境旅游以来,多国争相热情邀请中国游客:机场拉起欢迎横幅,招聘会讲中文的工作人员,精心挑选代言人……
正如新加坡卫生部长王乙康所称, “中国向世界开放是个好消息,也是我们期待的事情。”
各国吸引中国游客,瑞士启用明星代言
近日,已经退役的“网球天王”费德勒有了新的身份和任务——瑞士旅游局“代言人”,把中国游客“带回”瑞士。
资料图:瑞士网球名将费德勒。中国调整疫情防控规定后,瑞士旅游业欢呼雀跃。中国游客的到来不仅有助于当地旅游基础设施被充分利用,市场如此大,瑞士旅游部门也值得为小众旅游产品做广告。“比如越野跑、植物学、文化(为主题的旅游),”瑞士旅游局写道。
费德勒在亚洲颇受欢迎。根据瑞士媒体曝光的瑞士旅游局旅游营销计划,在为期一年、旨在吸引中国游客重返瑞士的最新计划当中,费德勒将起到关键作用。在其帮助下,预计今年约有80万人次的中国游客在瑞士留宿,接近疫情前2019年留宿人数的一半。到2025年,留宿人数将达到170万人次。
“中国游客已经在路上了。”不仅是瑞士,多国都对中国游客的回归翘首以待。
泰国旅游车协会主席瓦苏彻说:“旅游巴士运营商闲置车辆三年多,现在正安排车辆接受检查。”
素贞清迈幸福旅行社老板安奇利还特别雇佣了会讲中文的工作人员和司机,以便带领游客游览寺庙、瀑布和山区景观。安奇利说:“我相信中国游客来泰国的次数会比以前更多。我们准备好了。”
在埃及首都开罗的一些著名旅游集市,店主们也有着共同的期待。经营一家埃及传统美食餐厅的老板穆罕默德•萨利赫说,中国人非常友好,“他们热爱埃及传统,尤其喜欢传统的埃及食物,而且总是热衷于尝试。”
回想起市场小巷里挤满中国游客的日子,萨利赫说,“我祈祷着中国游客的到来,情况会慢慢好起来。”
中国游客回归,是经济重要推动力
“中国更强劲的经济将为区域活动提供支持,而重新开放将促进区域内旅游业。”东盟与中日韩宏观经济研究办公室(AMRO)首席经济学家许和意(Hoe Ee Khor) 指出。
2023年1月9日,泰国官员向抵达素万那普国际机场的中国游客发放花环。《今日商业》杂志评价称,旅游业的持续恢复——尤其是随着中国游客的回归——将为经济增长提供急需的推动力。
美国《华盛顿邮报》还指出,中国重新开放的步伐将影响全球增长和通胀前景。报道援引国际货币基金组织(IMF)总裁格奥尔基耶娃的话称,中国经济的复苏能力“很可能是2023年全球增长的最重要因素”。
而少数国家和地区针对中国游客采取入境限制措施,无疑是一种 “倒退”。
49岁的崔大成在明洞售卖服饰等商品约30年,目前靠送餐维持生计。他说,“我们过得很艰难,我希望更多的中国人到来,政府不要限制他们入境。”
在首尔一个可丽饼摊位上,24岁的孙景洛(音译)透露,他已经在制定应对大量来自中国游客的计划,正在招聘人员并准备囤货,“中国游客是我们的主要客户,越多越好。”
欧洲机场理事会总干事亚诺韦茨形容,“我们又一次陷入没有科学依据、不合理且不协调的旅行限制拼凑而成的状态。”
国际航空运输协会总干事威利•沃尔什发表声明,警告各国在“病毒已经在其境内广泛传播”的情况下恢复“已被证明无效”的措施。他说:“我们有工具来应对新冠病毒,而不是诉诸于切断国际连接、损害经济和破坏就业的无效措施。”(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |