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)
义乌“联合国社区”外籍人士过中国小年:虎年讨好彩******
(新春见闻)义乌“联合国社区”外籍人士过中国小年:虎年讨好彩
中新社义乌1月26日电 题:义乌“联合国社区”外籍人士过中国小年:虎年讨好彩
作者 董易鑫
“我刚学了个义乌的年俗,小年要滚一滚茶叶蛋,这叫做‘滚元宝’,能讨个好彩头,我还给家里人拍了视频。”家住浙江义乌鸡鸣山社区的吉尔吉斯斯坦人米卡说,她已经在这里生活四年了,但探索中国文化的热情却只增不减。
25日是农历腊月二十三,中国北方过小年,南方则错后一天在腊月二十四过小年。当日,已在义乌鸡鸣山社区生活超两年的十多名外籍学生、客商等“沉浸式”体验了中国传统“小年”文化,参与拜年、包饺子、“滚元宝”等活动。
“今年学会中国麻将”
鸡鸣山社区因靠近义乌国际商贸城,吸引了来自74个国家和地区的上千名外籍人士居住,被称为当地的“联合国社区”。
“在义乌,有来自上百个国家和地区的人,我就是其中一个。”来自也门的外商马万说,临近春节,他的新年愿望是“今年学会中国麻将”。
“我看过中国兄弟玩麻将前总喊‘三缺一’,我觉得很有趣。但是游戏规则我还是没研究明白。”马万说,下班后,他经常和也门“老乡”、中国朋友一起品味中国茶和阿拉伯咖啡。下一步,他希望把麻将也纳入下班娱乐范畴。
谈及来中国的初衷,马万说,受在浙江金华兰溪市开香水厂的叔父影响,高中毕业后,他就来义乌上学,毕业后便留在这里。
义乌有“世界超市”之称,商品数量众多。马万的第一份工作就是义乌商场做贸易商。
“前几年,我就每天陪中国境外的客人采购产品,因为他们的时间一般都很紧张,所以能在‘巨大’的市场里找到合适的商品,效率很重要。”马万说,学好中文是他提高效率是关键。
上学时,马万总“泡”在图书馆,翻看各类中国书籍,每次在学习中文时遇到问题,他都会请教自己的中国兄弟。“中国朋友对我很好,他说‘他的家就是我的家,她的妈妈就是我的中国妈妈’,他们把我当亲人。”
随着中文的快速进步和自身业务的精进,马万已经从公司职员发展到一家外贸公司的经理。“我希望过几年把我的妈妈从也门接到义乌,过个圆圆满满的中国年。”
“想学长寿面,回国做给爸爸妈妈吃”
当日庆祝小年的外籍人士中有一位是来自塞尔维亚的跨境电商主播娜塔莎。她告诉中新网记者,这次小年活动,她“不虚此行”。
娜塔莎说:“有春联、有灯笼、有中国传统服饰,还有一群来自世界各地的小伙伴聚在一起,这对我来说就是‘第二故乡’的团圆。”
据了解,娜塔莎主要为义乌部分跨境电商公司“直播带货”,还没毕业的她已经在社交平台拥有5000多人关注。“我们主要直播卖一些家居用品,义乌的货品很丰富,可选择的空间大,很受欢迎。”
忙碌之余,娜塔莎喜欢品尝各种中国美食。火锅、麻辣烫、兰州拉面都是她的“心头好”。
“我在家尝试做过拉面,但是失败了,新的一年希望有机会跟中国师傅学习。”娜塔莎说,面条在中国有长寿的寓意,她希望学成后可以做给爸爸、妈妈吃。
前几年,和娜塔莎一样的留学生、外商都会选择在中国春节期间回国。受疫情影响,近年来不少外籍人士都选择在中国过年。当日过小年迎新年的外籍人士,就分别来自吉尔吉斯斯坦、也门、塞尔维亚、阿富汗、印度等国家和地区。
鸡鸣山社区党委副书记经菁说:“每年临近春节,社区就开始在线上、线下组织一系列有关中国文化、节日民俗等活动,帮助更多外籍人士了解中国,迄今为止,这个传统已保持了5年。”
记者从义乌市公安局出入境管理局获悉,截至目前,该市已有近万名外籍人士在此居住。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)