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)
李少红:应鼓励女性题材电影创作交流******
中新网北京11月6日电 (马海燕 门睿)“从我自己的角度讲,我经历了改革开放前后的时代变迁,我的女性意识形成是一个从不自觉到自觉的过程。”谈及中国女性意识的觉醒,中国电影导演协会会长李少红近日做客中新社“东西问·中外对话”时表示,应该鼓励女性视角的现实题材作品,鼓励包括女性题材在内的中外现实题材电影展开交流。
李少红曾于1995年参加在北京举行的联合国第四次世界妇女大会,当时被外国参会者问及最多的问题是中国有多少女导演。她说,那时候被问到这个问题时觉得很奇怪,因为在中国这不是什么问题,光北京电影制片厂就有20多个女导演。
李少红表示,一直以来,中国对提高妇女的社会地位有很多政策性鼓励。中国有句口号叫“妇女能顶半边天”,在某种程度上让妇女有平等工作的机会和权利,同时也让性别差异意识降到最低。
在1995年世界妇女大会之后,李少红开始思考作为个体,女性的优势和创造力在哪。“这不应该是别人给你规定的,而应该是属于你自己的。从那之后我才觉得我们女性导演视角的存在是重要的,男女看待世界的视角应当共存,共同组成一个完整的对世界的认知。”
改革开放之后,中国女性更加关注和思考自己的存在价值,争取在社会上有更强的独立性。李少红在工作中也深有感触:“现在我和很多年轻女导演交流的时候,她们都没有我之前的那种困惑,她们非常自信地知道自己的存在、自己的优势在哪,自己想去创作的那些题材,从女性的视角出发,应该坚持什么。”
从《红粉》到《大明宫词》《橘子红了》,李少红一直都在女性题材方面探索创新。1995年《红粉》获得柏林电影节银熊奖-杰出成就奖,用女性题材表现时代变迁受到当时西方关注。她说,这也很影响了她以后的创作道路,不管是历史题材还是现实题材中都努力运用女性视角进行观察和表达,因此观众会在不同的历史戏《大明宫词》和年代戏《橘子红了》中,都能看到女性内心世界的成长。
李少红与张艾嘉、陈冲共同执导的《世间有她》今年9月上映。李少红表示,这部影片最大的特点还是三位导演都是女性,“我们从自身女性的角度出发,以女性的视角去观察生活,观察女人怎么处理她的情感和家庭问题。影片多元表现了普通妇女在普通的中国家庭中承担的角色,探讨女性的贡献从哪来,其实是从她们内心而来,这种东西应该珍惜。”(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)