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)
“针对中国的旅行限制是一场闹剧”******
中新网北京1月12日电 “我们很想念中国游客!”自1月8日对新型冠状病毒感染实施“乙类乙管”方案起,中国的出入境旅游逐步恢复。泰国、俄罗斯、柬埔寨、马来西亚、沙特阿拉伯、新西兰、新加坡等多国,热情欢迎中国游客的到来。
“非常欢迎中国游客的到来”
“中泰一家亲”“美丽的泰国永远欢迎我们的中国家人”——1月9日,泰国素万那普机场迎候大厅内,悬挂着欢迎中国游客的横幅。
泰国副总理兼卫生部长、交通部长、旅游与体育部长一道亲自到机场接机,迎接中国出入境旅游逐步恢复后第一批抵达泰国的游客。收到花环和礼物的中国游客笑意盈盈,表示“感觉很好,感受到了泰国人民的好客之情!”
2023年1月9日,泰国官员向抵达素万那普国际机场的中国游客发放花环。据美联社报道,泰国副总理阿努廷9日在接机现场称,中国游客无需出示新冠疫苗接种证明。他表示,中国游客赴泰旅游“是一个好兆头,这将增加收入,推动经济增长,扩大就业,并带来其他机会。”
一位泰国导游在接受英国《卫报》采访时表示:“我敢肯定,旅游业的任何人最希望看到的都是中国游客。”
同样“想念中国游客”的还有俄罗斯。从2022年12月开始,俄罗斯就一直在等待中国开放出境旅游的信息。阿穆尔州州长奥尔洛夫介绍,阿穆尔州已经与中国旅游公司就接待中国游客进行了积极准备,并为中国游客准备了特别的旅游项目。
柬埔寨对中国游客的到来也充满期待。首相洪森近日表示,柬埔寨“不要求中国游客做任何事情,只需作为普通游客来”。他希望在2023年迎来200万中国游客,并表示“东南亚国家非常欢迎中国游客的到来”。
资料图:外国游客在柬埔寨金边的一家博物馆参观。马来西亚内政部长赛夫丁8日表示,针对外国游客入马的标准作业流程不变,目前的防疫政策对所有国家的入境游客都一视同仁。马来西亚入境旅游协会主席也称,政府不会对1月8日后入马的中国游客施加特别限制,“如果马来西亚阻止中国游客入境,那么国家将蒙受巨大损失”。随着中国游客的回归,马来西亚航空公司已做好了准备,将增加相应的航班次数。
沙特阿拉伯旅游大臣艾哈迈德·哈提卜希望有更多中国游客到沙特旅游,了解沙特的风土人情。他表示:“中国是沙特阿拉伯主要的贸易伙伴之一。多年来,我们一直欣赏中国的文化和遗产……现在,我们希望中国人到沙特来旅游。”
资料图:沙特阿拉伯利雅得城市全景。据著名旅业媒体Skift报道,新西兰对中国游客敞开了大门。新西兰政府11日表示,不会要求中国游客提供核酸检测阴性证明。该国此前也曾发布声明称,对国际入境者的防疫要求保持不变,并指出额外的入境限制“没有必要,也没有理由”。
在越南,医学专家敦促政府不要限制中国游客入境或强制对中国游客进行核酸检测。当地的旅游公司已经迅速开始筹备,迎接中国游客到越南旅游。
和越南一样,巴基斯坦也热情邀请中国游客到巴旅游,并积极促进巴基斯坦游客到中国旅游。巴基斯坦旅游发展公司总经理表示:“对巴基斯坦来说,中国开放旅游是一个非常积极的信号。”他还称,计划将于2023年举办中巴旅游交流年,促进人文交流和旅游合作。
新加坡卫生部长王乙康9日表示,新加坡目前不必调整对华防疫措施。他说:“当新加坡经历另一波疫潮,其他国家和地区又会如何对待新加坡的游客?”
资料图:黄昏时分,新加坡滨海湾花园。“友善自然会让中国游客感受到温暖和欢乐、宾至如归,成为他们选择出境旅游目的地的重要因素之一。”中国外交部发言人汪文斌11日指出,中方将继续因应疫情形势,不断优化调整有关措施,与各方共同保障中外人员安全顺畅有序往来,为国际团结抗疫和世界经济复苏贡献力量。
“针对中国的旅行限制是一场闹剧”
美国有线电视新闻网(CNN)9日指出,中国游客的回归将给全球经济的重振带来希望。
然而,也有少数国家罔顾科学事实和本国疫情实际,执意针对中国采取歧视性入境限制措施。
2023年1月10日,韩国仁川国际机场,中国游客准备进行核酸检测。“针对中国的旅行限制是一场闹剧。”《纽约时报》5日发表评论文章称,人们对新冠病毒的了解已经比三年前多了很多,一味地入境限制对防止病毒传播并无太大作用,针对中国的旅行限制“并非采取了合乎逻辑的政策”。
图片来源:美国《纽约时报》报道截图据国际航空运输协会(IATA)官网发布的信息显示,以该协会和欧洲航空协会(A4E)为代表的航空业,以及以国际机场理事会欧洲分会(ACI Europe)为代表的机场发布联合声明,对欧盟成员国商定的“要求自华入境游客提供核酸阴性证明”的建议“深感遗憾”。
联合声明指出,1月3日,欧洲疾病预防控制中心(ECDC)曾发布消息称,预计中国目前的新冠病例不会对欧盟和欧洲经济区的疫情产生影响,但当下欧盟针对中国游客旅行限制的决定与ECDC当初评估的结果相互矛盾。
联合声明称,欧盟针对中国游客的限制几乎是“一种下意识的反应”,而不是一项科学的、基于风险管控的措施。
在中国出入境旅游逐渐复苏之际,世界多国都对中国游客的到来表示热烈欢迎与期待。正如俄罗斯阿穆尔州州长在欢迎中国游客时所说,随着疫情政策放开,“生活将会焕发新的光彩”。
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |