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)
中国有序恢复出境游 亚太国家翘首以待“老朋友”回归******
新华社曼谷1月6日电(国际观察)中国有序恢复出境游亚太国家翘首以待“老朋友”回归
新华社记者
近期,中国不断优化调整防疫政策、有序恢复公民出境旅游。新年伊始,中国游客将逐渐回归的消息,为亚太地区特别是以旅游业为支柱的东南亚国家经济复苏再添信心。多国政府和旅游业界表示,热切欢迎中国“老朋友”们再度到来。
期待旅游业“春风”
在来自泰国的嘟嘟车司机马克眼中,中国游客回归是经济繁荣的信号。他十分怀念新冠疫情前曼谷市区熙熙攘攘、游客接踵摩肩的热闹场景。
疫情暴发前,2019年泰国共接待约4000万外国游客,其中中国游客占近三分之一。泰国财政部长阿空·登比达亚拜西日前表示,虽然世界经济面临下行压力,但中国有序恢复公民出境旅游等利好因素,有望推动泰国实现今年3.8%的经济增长目标。泰国旅游与体育部长披帕·拉差吉帕干表示,泰国已经将2023年游客人数预期由原本的2000万人次上调至2500万人次。
同样以阳光、沙滩和海岛闻名的菲律宾与印度尼西亚也将中国视作重要国际游客来源地。
菲律宾总统马科斯日前发出邀请,希望中国游客重返菲律宾,领略这个热带海岛国家的自然风光和人文风情。印度尼西亚旅游和创意经济部长桑迪亚加·乌诺日前对新华社记者表示,疫情冲击印尼旅游业及将近100万个相关工作岗位,中国游客对印尼重振旅游业十分重要,越来越多往返中国与印尼的航班复航带来好消息。
柬埔寨首相洪森提出,希望今年接待200万人次的中国游客,推动柬埔寨经济高速增长。
此外,近期多家跨境航空公司陆续计划增加国际航班与航线数量。中越多家航空公司宣布,增加往返两国的航班和航线数量,助力区域跨境旅游业逐步复苏。
准备迎接“老朋友”
随着中国不断优化调整防疫政策、有序恢复中国公民出境旅游,亚太地区各国旅游业从业者正为迎接中国游客到来而摩拳擦掌。
在位于南半球的新西兰,部分当地旅行社已开始与中国合作方沟通、定制最新游览路线。新西兰中国旅行社总经理李瑞秦表示,随着中国公民逐渐恢复出境游,中国游客将成为今年新西兰旅游业重要客源补充,助力当地旅游业进一步复苏。
在澳大利亚从事旅游行业十余年的何清远对记者说,中国春节即将到来,他们正策划一些针对中国游客的特色旅游项目。
在东南亚,泰国国家旅游局局长育他沙说,泰国旅游业已开始准备迎接中国游客的到来。除了海滩和美食,他们计划向游客推荐泰东北部的民俗文化旅游线路。近来,缅甸饭店和旅游部积极组织汉语以及旅游相关培训课程,希望在即将到来的旅游旺季吸引更多中国游客。
菲律宾长滩岛、印尼巴厘岛等海岛向来备受中国游客青睐。长滩岛上,因疫情暂停营业的中餐厅陆续恢复经营,当地旅行社也相继推出春节旅游产品,主打海岛特色旅游吸引游客。
印度尼西亚旅游知识分子协会会长阿兹里尔·阿扎哈里告诉记者,旅游业是巴厘岛主要经济活动,盼望中国游客尽快到来,享受已更新升级、能满足更多元需求的旅游服务。
入境政策“一视同仁”
洪森表示,欢迎中国游客来柬旅游、振兴该国经济和旅游业,柬埔寨不会对华采取入境防疫限制措施。
新西兰政府4日重申,经过公共卫生风险评估,新西兰对国际到达旅客的防疫要求保持不变,采取额外入境限制“既不需要也不合理”。
泰国副总理兼卫生部长阿努廷4日发表声明说,泰国将对来自所有国家的入境者一视同仁,不会对某一个国家的入境者采取特殊防疫措施。
澳大利亚旅游业非常期盼中国游客到来。澳旅游和交通论坛首席执行官玛吉·奥斯蒙德说,任何针对中国游客入境的限制政策都将让本有望在2023年迎来复苏的旅游业遭遇一记重击。(执笔记者:宋宇;参与记者:刘锴、汪奥娜、孙磊、卢怀谦、李惠子、郝亚琳、吴长伟、张东强、林昊、陈家宝、李、蔡蜀亚、孙一、王媛媛)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)