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)
童心相交两岸 “小天使”架金桥******
海峡两岸和平小天使互访交流30周年——童心相交 两岸“小天使”架金桥
【《中国新闻》报记者 程小路 报道】30年前,中华全国台湾同胞联谊会(简称全国台联)与台湾中华企划人协会携手,共同发起一项青少年交流项目——两岸和平小天使互访交流活动。从1992年到2022年,共举办了35次互访交流,涉及数万名两岸同胞。
参与活动的2400多名“小天使”中,有很多人已长成“大天使”,与对岸小朋友一起玩耍的快乐时光,成为打破隔阂、增进了解的机缘。台海时有风雨,“天使”们的友情却历久弥坚。孩子、家长、老师、组织者……每一个参与其中的人,30年后依然在接力传递血浓于水的同胞情谊,散播爱与和平的种子。
去年7月11日,2022年海峡两岸和平小天使交流活动开营仪式暨海峡两岸和平小天使交流活动30周年纪念仪式在中国科学院南京地质古生物研究所举行。(全国台联文宣部供图/《中国新闻》报 发)“小天使”长大友情在延续
1月10日下午,一场主题为“童心同梦”的海峡两岸和平小天使互访交流30周年座谈会在位于北京市朝内大街的“台胞之家”(全国台联办公楼)举行。最早的活动组织者和近年加入的青年工作人员分享自己陪伴“小天使”成长的感受,畅叙希望。
“我是翁林宇,来自台北。第一次到大陆是1992年参加海峡两岸和平小天使活动,现在仍能回想起第一次到北京访问交流时的兴奋期待。”座谈会上,已迈入不惑之年的第一届台湾“小天使”翁林宇通过视频发来感言。
1992年8月,9岁的翁林宇和100多个小伙伴作为首批台湾“小天使”来到北京,他们参观了故宫,登上了长城,还去涿州影视城参加了央视中秋晚会的录制。
一个月后的9月29日,第一届大陆“小天使”抵达台湾。带队的时任中国儿童少年活动中心主任勾德元在桃园机场对蜂拥而来的台媒记者们说,“两岸多多交流,才能增进彼此的了解,只有相互了解,才能建立起深厚情谊”。
那一次台湾之行,大陆的20多个孩子住进当地接待家庭,和台湾的“兄弟姐妹”一起参观台北故宫,去阿里山看日出,还见到了红遍华语音乐圈的偶像组合“小虎队”。当时两岸没有直航,一行人在香港转机时,还在机场偶遇围棋大师聂卫平。
10月4日,在时任台北市长黄大洲举行的欢送晚宴上,勾德元感叹:“青山一道同云雨,明月何曾是两乡。我们海峡两岸是云雨相同,明月共睹,两乡是一乡。”
丰富的交流活动、高规格的接待和偶然的“奇遇”被定格在照片里,也成为两岸孩子的美好回忆。首届“小天使”成功举办,这架“童”心相交的金桥也由此搭建起来。
“如果没有参加活动,我不会同大陆‘小天使’建立难能可贵的友谊,也不会触发对大陆历史文化的浓厚兴趣,更不会来此深造发展。”翁林宇说,他后来进入北京大学深造,并留在大陆工作、生活,现在是上海一家台企的员工。翁林宇在“小天使”活动中结识的大陆小伙伴汤康敏也发来视频感言。同在上海打拼的两人时常联络,儿时的友情延续至今。
1月10日,由全国台联主办的海峡两岸和平小天使互访交流30周年座谈会在北京举行。(全国台联文宣部供图/《中国新闻》报 发)台湾“小天使”首次来大陆不亚于“费翔旋风”
对于现在很多大陆家长来说,利用假期带孩子出境“游学”并非难事。但上世纪八九十年代,两岸“破冰”之初,民间交流除了要克服交通不便,还要面临来自台当局的压力。
“小天使”活动创办人、时任台湾中华企划人协会理事长翁林澄曾回忆,当时岛内规定参加两岸交流活动的学生必须是高中生以上,这使第一批大陆“小天使”来台湾的活动一度陷入僵局,后来他们“动用一切可以动用的资源”,才终于获批成行。
当时,全国台联作为主办单位,未被台当局批准入台,年近六旬的勾德元只能独自担起带队的重任。首次赴台的28个大陆“小天使”成了岛内媒体追逐的对象,勾德元在这十几天里时刻紧绷神经,担心孩子们有什么闪失。首次大陆“小天使”赴台活动过去近20年后,勾德元还清楚地记得,回到北京把孩子们平安交给他们的父母后,“我们几个大人相拥而泣,终于可以放松了!”
翁林澄与勾德元已经故去。“小天使”活动的另一位开辟者、时任全国台联文宣部部长焦万曼来到座谈会,与接棒参与该项目的年轻后辈们分享当年盛况。她清楚地记得,首届活动近150名台湾小朋友来北京,在大陆产生的效应不亚于“费翔旋风”。此后30年,一批批少年儿童穿越台湾海峡,持续传递着民间情谊。
“三十而立”新起点交流活动将展现新特色
从1992年到2022年,30年间,海峡两岸和平小天使互访交流活动共举办交流活动35次,直接参与其中的两岸“小天使”超过2400人,涉及2000多个家庭、数万名两岸同胞。
座谈会上,全国台联党组书记、副会长纪斌列出上述数据。他说,“小天使”活动开两岸中小学生互访交流之先河,如今“三十而立”,面对疫情带来的新挑战,面对两岸形势的新变化,活动将与时俱进,让“小天使”活动展现时代进步新特色。比如近两年邀请“小天使”到南京、厦门,聚焦科技主题,让他们在快乐中学习,在学习中成长。
台湾中华企划人协会名誉理事长温明正也在视频发言中表达了对未来的希冀:“播种希望,看见未来,希望活动持续举办,让和平的种子跨越海峡生根发芽。”
30年间,两岸交流虽偶有波折,但民间交往的大门开启后便再也不会关上。全国台联原副会长史茂林说,“小天使”活动取得的丰硕成果是两岸主张和平统一人士共同努力的结果。“无论环境多么严峻,都无法改变两岸一家亲的事实。无论困难多么复杂,都无法阻挡两岸民众交流融合的心声。”(完)(《中国新闻》报)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |