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来源:快盈v开户2024-04-24 17:48

  

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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)

疑“强闯”事件有内应 卢拉要求彻查巴西总统府人员******

  新华社北京1月14日电 由于怀疑国家权力机构日前遭暴力冲击事件有“内应”,巴西新任总统路易斯·伊纳西奥·卢拉·达席尔瓦12日宣布,将“彻底调查”总统府人员。

  卢拉告诉媒体记者,总统府的门没有遭破坏痕迹,“这意味着有人帮助他们进来”。他还说,政府将“更强硬、更警觉、更谨慎”对待暴力示威活动。

  8日,100多辆搭载示威者的大客车抵达首都巴西利亚。前总统雅伊尔·博索纳罗的数千名支持者强行闯入国会大厦、联邦最高法院和总统府,与军警发生冲突。

  卢拉指认博索纳罗借助社交媒体煽动支持者。后者对此否认。

  在去年10月30日举行的总统选举第二轮投票中,卢拉战胜时任总统博索纳罗。博索纳罗11月22日向高等选举法院申诉,质疑选举结果并要求取消第二轮投票中部分“不合格”票箱的选票。高等选举法院驳回其申诉。

  巴西检方本月12日宣布,已锁定为“强闯”事件提供资金支持的52名个人和7家企业。据巴西环球电视台报道,这些资金被用于把示威者从外地运至巴西利亚并提供食物等。

  另据环球电视台和《圣保罗报》12日报道,执法部门在前政府官员安德松·托雷斯家中搜出一份备忘录,其中建议博索纳罗在高等选举法院周围“布防”,以推翻选举结果。

  托雷斯当天晚些时候在社交媒体回应称,那份备忘录是司法部收到的众多提案之一,原本应与其他文件“在适当时候被粉碎”。按照他的说法,这份被媒体曝光的备忘录“助长了对他的虚假描述”,他“问心无愧”。

  托雷斯曾在博索纳罗执政期间担任司法部长,本月初刚就任巴西利亚公共安全负责人,因在“强闯”事件中应对不力遭撤职。巴西最高法院法官亚历山大·德莫赖斯10日对他发出逮捕令。

  托雷斯目前在美国佛罗里达州奥兰多市休假,巴西国家权力机构遭冲击时他不在国内。他10日表示,将结束休假返回巴西。

  博索纳罗目前也在奥兰多市。他去年12月30日飞赴美国,缺席本月1日卢拉的总统就职典礼,9日因腹痛前往奥兰多市一家医院就诊。多家媒体报道,不清楚博索纳罗与托雷斯是否在奥兰多见过面。

  巴西国家权力机构遭冲击后,博索纳罗曾在社交媒体上批评这一行动,同时表示自己在整个任期内“始终遵守宪法”。他先前告诉美国媒体,将提前结束计划持续至本月底的休假,返回巴西。(郑昊宁)

  (来源:新华网)

  (文图:赵筱尘 巫邓炎)

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