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)
香港工商总会会长李圣泼:跟着国家走准没错******
中新社香港12月13日电 题:香港工商总会会长李圣泼:跟着国家走准没错
中新社记者 索有为
“我们响应国家‘一带一路’倡议,第一站选择了马来西亚的马六甲,成为最早到国外、到东盟国家投资的香港企业之一,我们也确实尝到了甜头,这更让我们坚定了要紧跟国家发展战略的信心,跟着国家走准没错。”
香港工商总会会长李圣泼日前接受中新社记者采访时表示,如果把个人未来和国家的总体规划结合起来,就能找到好的发展机会,也能够找到自己的定位。 中新社记者 梁源 摄香港工商总会会长、信义能源控股有限公司董事局主席李圣泼日前接受中新社记者采访时,言谈中流露出自信和喜悦。
“我们一直是在全球玻璃制造业中做得比较相对领先的企业,但在十几年前,我们就深刻意识到环保包括新能源的重要性,所以在深耕传统制造业的同时,发力光伏太阳能的新能源产业。无论是粤港澳大湾区,还是‘一带一路’,包括现在的双碳目标,我们始终紧跟国家战略,这为我们带来了非常好的发展机遇和庞大的市场空间。”李圣泼说。
出生于福建的李圣泼13岁时从内地移居香港,深受父亲李贤义的爱国情怀熏陶,把爱国爱港、贡献社会视为应有的责任。
“到香港之前,我一直对香港充满憧憬,香港最黄金的年代是在二十世纪八九十年代,因为这正是我们国家改革开放的初期。我们国家不断发展进步,创造了一个又一个的奇迹,而香港回归以来,在‘一国两制’保障下,保持着国际金融中心等独特优势地位。”李圣泼说。
李圣泼在担任九龙乐善堂主席期间,带领乐善堂推出香港首个过渡性社会房屋——“乐屋”,并启动首个校舍改建过渡性社会房屋。
谈及创办“乐屋”的初衷,李圣泼忆起自己的少年时代。“住房问题一直是困扰香港的老大难问题。我刚来香港时,记得父亲曾经带过我们参观他以前住过的地方,当时我就觉得当年的父辈是这么的辛苦。现在香港的住房问题还是没解决,还是有很多人住在劏房,居住环境非常恶劣,就触动了我们思考在住房问题上为社会做点事。”
李圣泼租赁善心业主的空置房屋进行简单装修,建成过渡性社会房屋,供轮候公屋的家庭暂时居住。他曾探访过一位带着两个儿子居住在“乐屋”的单亲妈妈,之前的居住环境曾让她有过轻生的念头,而搬入“乐屋”后环境大为改善,孩子们也变得阳光起来。
如今,九龙乐善堂已提供两三百个单位的“乐屋”,受益家庭在五六百户以上,成为同政府配合、提供过渡性社会房屋的一个中坚力量。“我觉得这个事情做得非常有意义,因为这改变了不少家庭,改变了很多人的命运。”李圣泼说。
曾任全国青联委员的李圣泼,致力促进香港和粤港澳大湾区融合,增强青少年对国家的向心力。在新冠肺炎疫情期间,李圣泼家族企业为帮助在内地读书的香港学生,着手开办深圳香港培侨书院龙华信义学校,学校从签约、建设到开学,仅用了半年多的时间。
“这是一所‘一校两制’的学校,除了有香港课程,还有内地课程,既能收香港学生,也有内地学生。两地学生在一个学校上学,这是最直接的融合。”李圣泼说:“我们还聘请了100多个年轻的优秀港籍老师到内地去教书。”
李圣泼还对刚走出校门的年轻人提出建议,创业虽然值得提倡,但并不容易,就业也可以是个很好的选择,如果把个人未来和国家的总体规划结合起来,就能找到好的发展机会,也能够找到自己的定位。
“从我个人来讲,首先要立足做好本职,在此基础上如果有机会、有条件,就更要去关心社会、关心国家、关心身边的人,履行社会责任。能有机会让你去履行社会责任,这是一种幸运。”李圣泼说。也正因这样一份责任,他不久前决定参选港区全国人大代表,期望能够为香港、为国家多做点事情。(完)
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