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)
苏贞昌赖着不下台被嘲讽:新年主打歌应该是周华健《其实不想走》******
【环球时报特约记者 陈立非】民进党去年“九合一”选举惨败后,岛内舆论都在催促改组行政部门,党内派系更是躁动不安。但一个多月过去了,台“行政院长”苏贞昌仍然赖着不下台,这激起了岛内舆论的愤慨。
台湾《联合报》3日称,蔡英文对改组行政部门尚未最后决定,最近征询党内意见,结果被视为蔡英文嫡系的民进党代理主席、高雄市长陈其迈突然出言“护苏”。他声称支持苏贞昌,因为行政部门稳定,政局才会稳定,“应在稳定中改组”。这番论调被民进党各派系解读为苏贞昌有机会留任,大部分人都表示担忧。有派系高层称,民进党日前通过的败选检讨报告被批没有反省,党内大部分意见都希望大幅改组行政部门,但苏贞昌至今不下台,民众可能再次用选票教训民进党。
苏贞昌3日回应称,在“沉默螺旋”效应下,陈其迈愿意站出来讲话让他备感温暖。他还称,蔡英文已表示会在“立法院”会期结束后报告改组状况,而他的任免是蔡的职权,“请大家尊重”。
国民党台北“立委”补选候选人王鸿薇3日谈到桃园传出的警匪枪战,嘲讽台湾好像从南到北都在拍警匪枪战电影,而前“内政部长”徐国勇下台后就无声无息,“苏贞昌还坐在位子上,应该给交代”。名嘴黄扬明称,苏贞昌在外界呼吁改组行政部门的声浪中,跨年夜在粉专推出了浓浓抖音风格的“注意看,这个男人太狠了”视频,尤其片尾的口号是“继续冲、继续拼”,“可见,苏贞昌仍期待继续率领行政团队,保住大位的动机显而易见”。他嘲讽说,苏贞昌的新年主打歌应该是周华健的《其实不想走》,“其实不想走,其实我想留,留下来陪你(蔡英文)每个春夏秋冬”。国民党台北市议员游淑慧直言,蔡英文以前是和苏贞昌合作压制新潮流系及其他派系,但现在蔡自己与英系都已跛脚,所以不是她要不要改组,而是她有没有能力换掉苏贞昌,要看苏自己想不想、要不要下台,他不要的话,蔡英文也没办法。名嘴张友骅对于苏贞昌说自己不眷恋权位讽刺道,从他之前选台北县长时说是最后一次,结果又接着选台北市长、新北市长,然后当“行政院长”,到现在谁还会相信他?
绿营内部看法不一。民进党“立委”陈亭妃直接开炮,“党的败选检讨报告出炉了,行政院的检讨报告呢?”“立委”高嘉瑜认为,行政部门应该“团进团出”。意思是一旦苏贞昌下台,整个团队应就地解散。美丽岛电子报董事长吴子嘉2日透露,他听到消息是只有苏贞昌压得住行政部门,所以不会换掉他,但“这是鬼话”。他认为,背后原因还是蔡英文和副手赖清德的权力斗争。去年“九合一”选举的结果显示蔡英文已经被民众惩罚,但她不接受跛脚的事实,因此不换苏贞昌,“若2月1日不换的话,就不会换了”。
“苏贞昌,够了吧!”资深媒体人李晴果以此为题撰文称,自“九合一”败选以来,民进党的所作所为让人完全感受不到这个政党有“痛定思痛、洗心革面”的决心,苏贞昌还撑在台上,官员也毫无反省,部分高官倨傲的态度令人难以置信。文章说,苏在政坛打滚了几十年,权力的滋味、从政的光环,也享受得够多了,如今75岁高龄,还在贪恋什么呢?“奉劝苏贞昌走人吧!如此死皮赖脸,更会拖垮民进党”。《联合报》3日发表社论称,因为苏贞昌接受蔡英文慰留,民进党第一时间已错失行政部门改组的时机。这些日子,不仅没改组、官员在“立法院”备询态度傲慢,而且民进党检讨报告被批避重就轻,一系列事件不断加深民众对民进党的负面印象,至今没有止血迹象。台北市第三选区“立委”补选1月8日投票,党内各派系都担心继“九合一”和嘉义市长选举之后“三连败”,接下来2024年台湾地区领导人选举和“立委”选举恐怕更不好过。文章提及曾准确预测“九合一”选举结果的日本学者小笠原直指慰留苏贞昌是失败决定,他更称,民进党“好像想假装败选没什么大不了”,“外国人都看得这么明白,台湾人会不懂吗?民进党还想骗谁?”