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)
想吃地道又丰盛的新疆美食?到和田夜市逛一逛!******
中新网1月2日电 红柳烤串、薄皮包子、炭火烤蛋……提到新疆,人们总是首先想到这些极具特色的新疆美食,而如果挑选一个地方可以吃到地道又丰盛的新疆美食,和田夜市一定当仁不让。
每当夜幕降临、华灯初上,和田夜市开启了它一天中最喧嚣的时光。一排排让人垂涎欲滴的美食摆上摊位,同时伴着夜市内烧烤的烟火气、老板的吆喝声以及边走边吃悠闲踱步的游客……这样美好的景象每天都在和田夜市里上演,这里已经成为了和田乃至新疆旅游的重要名片之一。
和田夜市 和田地区融媒体中心 供图和田夜市里有哪些美食?为什么会如此好吃?其实,除了独特的制作方法之外,当地得天独厚的自然环境也为食材的口味加持了不少。
以红柳烤串为例,吃过新疆羊肉串的人会觉得新疆的羊肉串相较其他地方的烤串膻味儿淡了很多,其秘籍就在羊肉本身上。尽管所用的调料也是辣椒、盐、黑胡椒等,但新疆的羊吃的盐碱地的草,在吃草的过程中,盐味儿就盖过了膻味儿,保留了肉本身的香味儿,再加上新疆本地烤串经验传承已久,烤出来的羊肉串鲜香嫩滑,成功吸引了众多游客的味蕾。
红柳烤串 和田地区融媒体中心 供图另一款美食“烤鸡蛋”对于外地游客而言则比较新奇,特别是和田夜市的“三蛋一星”被称为烤鸡蛋中的“战斗机”。
“三蛋一星” 混合了鹅蛋、鸽子蛋、土鸡蛋或者普通鸡蛋,先滤掉蛋清后取出各自蛋黄,放进容积最大的鹅蛋壳中,置于没有明火但炙热的炭灰堆里烤。在此期间需要不断搅拌,并在不同的搅拌阶段加入适量的蜂蜜、藏红花水等……烤熟的“三蛋一星”像是秘制的膏状休闲食品,口感与蟹黄接近,被很多游客点赞。
除此之外,西瓜烤肉、缸子肉、烤包子、拉条子、手抓饭等特色美食的摊位前总是排起长队,本地居民和外地游客都会为了一口美味特意前来打卡。
品尝了美食,怎能不欣赏新疆特色的歌舞?在和田夜市内,经常会上演民族歌舞表演,身着民族服饰的演员在夜市内载歌载舞,欢快的音乐带动游客们也不自觉地加入其中,为整个夜市增添了许多欢乐的氛围。
游客在夜市共跳麦西来普。和田地区融媒体中心 供图近几年,新疆旅游业日益红火,全国各地的游客去新疆赏美景吃美食的同时,也带动了当地经济的发展,在和田夜市内,很多商户的老板曾经都是贫困户,通过在夜市经营美食摊位,实现了脱贫致富的目标。
走在和田夜市内,目不暇接的美食背后,是人们对美好生活的向往,也是民族团结、互帮互助的纽带。据了解,和田夜市已经被成功地“复制”、“粘贴”到了天津,人们在天津也能品尝到和田美食,未来,和田夜市的品牌还将继续向其他地区输出,让更多的人在家门口就能吃到地道的和田风味。(完)
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