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彩神大发2023-01-31 16:05

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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)

“洋面孔”赶场国家非遗马街书会:“这真是难忘的经历”******

  (新春见闻)“洋面孔”赶场国家非遗马街书会:“这真是难忘的经历”

  中新社河南宝丰2月3日电 (记者 韩章云)“一日能看千台戏、三天胜读万卷书。”中国首批国家级非物质文化遗产代表性项目马街书会3日在河南宝丰鸣锣开唱。这项传承七百余年的民间曲艺盛会今年吸引多位外国观众前来赶会,切身感受中国曲艺的魅力。

  马街书会位于河南宝丰县城南7公里的马街村,是中国民间规模宏大、形式独特、内涵丰富的说书(表演)大会。

  2月3日是中国农历正月十三,马街书会的正会日子。当日,来自全国各地的曲艺人负鼓携琴汇聚于马街村开阔的麦田里,以天作幕,以地为台,打起简板,拉起琴弦,说书亮艺。听书爱好者扶老携幼,从四面八方赶来。

  赶会者中,金发碧眼的克莱夫十分引人注目。一向喜爱中华传统文化的他在朋友的带领下第一次赶场马街书会。他不时按下相机快门,记录曲艺人生动的演出形象。

  “我来自英国,目前是河南洛阳一所高中的英语教师,也是洛阳女婿。”克莱夫说,在中国居住的十多年,他喜欢用摄影的方式记录各地独特的人文风貌,这次参加马街书会,让他倍感震撼。

  “难以想象艺人们用简单的乐器就能凑出欢快的曲调,虽然我听不懂他们在唱什么,但是那种快乐的氛围感染着我。”克莱夫告诉中新社记者,为了真实感受曲艺人在马街书会期间的生活状态,2日晚间,他和各地的曲艺人一起住在“艺人之家”,“这真是难忘的经历。”

  当日,来自非洲津巴布韦的姑娘裴心,在朋友的陪伴下一早就从临县赶到马街书会。会场百花齐放的曲艺展演、喧闹的锣鼓队、精彩的舞龙舞狮表演,令她目不暇接。

  已在河南生活多年的裴心表示,马街书会就是她心中的“中国狂欢节”,这场曲艺盛会将原本就热闹的中国春节推向了高潮。“马街书会场面宏大,我在这里听到不同的乐曲,非常开心。”

  河南中医药大学德国留学生无名则是有备而来。2日,他专程赶到被誉为马街书会“活化石”、103岁的曲艺人余书习家,听老人弹三弦,请教马街书会历史。此经历被无名拍成短视频呈现在网络平台上,受到众多网友点赞。

  3日,无名在马街书会现场观看了历届“书状元”展演、两个剧团“对戏”,还见到中国著名评书艺术家刘兰芳现场说《岳飞传》。在无名看来,麦田上的马街书会热闹又接地气,他期待以后能更多地参与其中,学习中国曲艺,“毕竟现在学习中华传统文化就是最大的‘潮’”。(完)

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