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)
外媒看中国防疫:“强劲的经济复苏就在前面”******
新华社北京1月3日电题:外媒看中国防疫:“强劲的经济复苏就在前面”
新华社记者
近期,境外媒体纷纷关注到,北京等已渡过疫情高峰的中国城市,复工复产步伐加快,消费活力涌现;道路上的卡车数量增长,国内航班数量上涨,出境航班预订量上升,影院人数增加。疫情防控措施优化调整后,中国经济将出现强劲复苏,并为全球经济稳定和增长起到明显提振作用。
“中国经济将实现比预期更快的复苏”
外媒称,在中国疫情防控措施调整转段后,上海、武汉等多地民众参加跨年庆祝活动,祈福新一年更美好。
法新社1日报道说,在北京,年轻人涌向俱乐部、音乐场所和酒吧;在上海,戴口罩的年轻人在标志性的外滩附近街道上迎接新年到来;在武汉,午夜钟声敲响时,人群放飞节日气球。
中国防疫政策优化调整后,北京等多个城市生产生活陆续恢复正常,经济活力复苏。
多家外媒对中国优化疫情防控政策后的经济复苏保持乐观。新加坡《联合早报》援引经济学家的观点说,2023年中国经济出现更快、更强反弹的可能性越来越大。
彭博社观察到,元旦前一周,北京、成都和武汉等地的地铁乘客人数增加40%—100%,交通拥堵程度上升约150%—240%,表明这些地区的居民正重返工作、购物和餐馆。
彭博社报道指出,虽然经济社会活跃度远低于疫情前的水平,但北京等城市活力的快速反弹表明,一旦这波疫情过去,中国经济能够实现比预期更快的复苏。
英国《金融时报》援引花旗银行分析师预测说,中国2023年社会消费品零售总额将增长11%,达50万亿元人民币,绝大部分主要城市1月中旬前将渡过疫情高峰。报道称,投资者和分析师预测“未来一年将更加光明”。
路透社报道援引国泰君安国际首席经济学家周浩的观点称:“总的来说,我们认为中国经济最糟糕的时期已经过去,强劲的经济复苏就在前面。”
“全球投资者渴望回到中国做生意”
疫情防控措施优化调整后中外人员往来暂行措施1月8日起实施。内容包括:不再对入境人员实施全员核酸检测,对健康申报正常且海关口岸常规检疫无异常者,可放行进入社会面;取消国际航班的客座率限制;进一步优化复工复产、商务、留学、探亲、团聚等外籍人士来华安排,提供相应签证便利。
多家外国在华商会等机构认为,此举有助于恢复中外人员往来和商务旅行,重振投资营商信心。
美联社报道说,对于中国结束对入境旅客实行隔离,众多外企表示欢迎,认为这是朝着重振商业活动迈出的重要一步。报道援引中国美国商会董事会主席华刚林的话称,“这为恢复正常商务旅行扫清了道路”。
据《金融时报》报道,中国美国商会总裁何迈可预料新一年外国高管们将前往中国。一家在中国内地设有工厂的大型日本制造商的高管表示,他和同事预计将很快赴华。
这篇报道援引投资机构PAC创始人廖明的话说,全球投资者渴望回到中国做生意。
“在世界迎来2023年之际,中国已经准备了一份礼物。”肯尼亚《民族报》网站在一篇题为《中国防疫新政策对世界经济是利好》的报道中说。
文章说,新政策为疫情以来没有返回中国或者没有去过中国的国际学生的未来注入希望,也让许多商人有机会重新激活他们在中国的商业网络。
世界将受益于中国经济的复苏
“无论如何,中国和世界其他地区一样,会逐渐走出新冠疫情的阴影,世界最终将受益于中国经济的复苏。”美国福布斯新闻网题为《中国新冠疫情防控新阶段对全球经济有重要影响》的文章说。
世界旅游组织的数据显示,疫情前中国是世界最大的旅游消费国,2018年中国公民出境游支出超过2770亿美元。
美国《华尔街日报》题为《中国人“报复性旅行”将提振2023年旅游业》的报道称,中国重新开放边境意味着中国游客的回归将提振过去依赖他们的企业,特别是在一些周边国家的企业。重新开放对中国的航空公司和旅行社来说显然是好消息,且这些利好将向更广范围扩散。
《金融时报》援引麦肯锡全球董事合伙人沈思文预测,到2023年夏季,中国游客出境游将恢复至2019年同期约50%的水平。上海一家旅行社的经理说,1月下旬农历新年期间将出现旅游“井喷”。
“我们预计,这将对其他东盟国家的经济产生比越南更大的影响,因为这些国家与中国国内经济的关联度更大。”越通社报道援引越南资本公司首席经济学家迈克尔·科卡拉里的话说。
路透社把中国消费者即将为世界各地带来的经济提振比喻为“报复性”反弹。
这家通讯社报道说,中国占全球奢侈品市场消费总额的21%。随着1月21日开始的中国农历新年假期临近,全球各地的酒店、餐饮行业也开始做好准备,希望从即将到来的旅游热中获利。
肯尼亚《民族报》报道认为,中国防疫政策优化调整利好全球经济,中国作为世界第二大经济体有望在全球经济稳定和增长中发挥重要作用。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)