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)
法国华侨华人:中共二十大报告回答了海外华侨华人的关切******
中新网10月17日电 据法国《欧洲时报》报道,中国共产党第二十次全国代表大会10月16日在北京开幕,旅法华侨华人纷纷观看开幕式直播。他们表示,二十大报告既实事求是,又高屋建瓴、振奋人心,华侨华人要发挥独特优势,和祖(籍)国人民一道,建功新时代、奋进新征程。
法国华侨华人会主席蔡君柱表示,中共二十大是中国人民自信豪迈地站在了实现中华民族伟大复兴新的历史起点上召开的一次具有标志性的重要会议,也将对世界进程产生深刻影响,深刻影响华侨华人的生活。对于华侨华人来说,祖(籍)国的发展是我们的定心丸,是我们发展的定盘星。报告中说,加强和改进侨务工作,形成共同致力民族复兴的强大力量。我们将以更加昂扬的精神、更加坚定的信念,讲好中国故事,积极参与到中华民族复兴的伟大实践中去。
法国青田同乡会会长叶旭群表示,中国创造了人类历史上规模最大、持续时间最长的经济繁荣奇迹,这一切都是在中国共产党领导下完成的,因此,中共二十大不但受到华侨华人关注,也深受外国朋友的关注。二十大报告中全面回答了世界对中国的各种关切,也回答了海外华侨华人的关切。报告充分肯定了华侨华人对中国发展的贡献,我们深以为中国的发展所献微薄之力而自豪。未来,我们也会继续坚定信心,建功新时代。
法国北部华人协会会长潘翔表示,听完二十大报告后感想很多。作为海外青年一代侨领,我们要积极传承中华优秀传统文化,提升中华文化在海外的影响力,讲好中国故事、传播好中国声音,展现可信、可爱、可敬的中国形象,推动中华文化更好走向世界。
全法中国科技工作者协会理事长董长治表示,在当前世界局势下,中共二十大的召开具有非凡的意义。二十大报告中强调,必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力,深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略,开辟发展新领域新赛道,不断塑造发展新动能新优势。同时提出要扩大国际科技交流合作,加强国际化科研环境建设,形成具有全球竞争力的开放创新生态。这增强了海外科技工作者的信心和动力。
全法中国学者学生联合会主席易子博表示,二十大报告中强调深入实施人才强国战略。坚持尊重劳动、尊重知识、尊重人才、尊重创造,实施更加积极、更加开放、更加有效的人才政策。着力形成人才国际竞争的比较优势。这给我们海外学子的未来提供了广阔的施展才能的天地。我们将不负嘱托,刻苦学习,早日成才,融入到全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴洪流中去。
法国山东同乡联合会会长王博生表示,在当前人类社会面临前所未有的挑战时刻,中共二十大的召开具有深刻的历史意义和现实意义。中国始终坚持维护世界和平、促进共同发展的外交政策宗旨,致力于推动构建人类命运共同体。我们希望全世界人民都能听懂中国人民的真诚呼吁:世界各国弘扬和平、发展、公平、正义、民主、自由的全人类共同价值,促进各国人民相知相亲,尊重世界文明多样性,以文明交流超越文明隔阂、文明互鉴超越文明冲突、文明共存超越文明优越,共同应对各种全球性挑战。中国人民愿同世界人民携手开创人类更加美好的未来。我们海外华侨华人也愿为之而努力。
法国陕西联合会会长李洹通过网络直播全程收看了中共二十大开幕式,感到振奋鼓舞。他说,作为海外青年侨领,将一如既往在海外服务好侨胞,向当地社会讲好中国故事,积极促进家乡与所在国的各领域交流,努力把自身发展与祖(籍)国和家乡发展紧密结合,为中华民族的伟大复兴努力奋斗。(黄冠杰)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)