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)
面向世界,习近平如何讲故事?******
(近观中国·外交篇)面向世界,习近平如何讲故事?
中新社北京9月27日电 题:面向世界,习近平如何讲故事?
作者 钟三屏
“土地沃壤,稼穑备植,林树蓊郁,花果滋茂,多出善马。”
2022年9月开启中亚之行前,中国国家主席习近平在乌兹别克斯坦媒体发表的署名文章中,讲述了唐代高僧玄奘描绘撒马尔罕美景的故事。两国上千年友好交往的历史,从故事中扑面走来。
如果说外交是一门关于沟通的艺术,“讲故事”或许正是最有效的沟通方式之一。可春风化雨、润物无声,也可振聋发聩、发人深省,这是故事的力量。
作为中国故事的“第一主讲人”,习近平常常在出访的演讲里、在国外媒体发表的署名文章中,用讲故事的方式让更多国家的人民听见中国的声音,增进彼此间的了解。
细数习近平在外交场合讲过的故事,不难发现,中外绵远悠长的交往历史是其取之不尽的“素材库”。
在海上交通枢纽新加坡,习近平谈起当地博物馆里的郑和宝船模型;
在佛教起源之地印度,习近平提及白马驮经的典故;
在丝绸之路上的伊朗,习近平说到中国使者张骞的副使曾在此受到隆重接待。
……
资料图:“郑和宝船” 1:1比例复建船体。中新社记者 泱波 摄历史长河中,中国与许多国家都结下不解之缘,构成如今相知相识的共同记忆。无论是曾经的驼铃相闻,还是舟楫相望,过往的交流成为如今的故事,也构筑起未来的互动基础。
如何让文化背景迥异的听众听得懂中国人的讲述?
那些激发文化共鸣的故事,往往能让讲述者与倾听者之间产生奇妙的“化学反应”,这也正是习近平快速拉近彼此距离的诀窍。
在英国伦敦金融城市长晚宴上,习近平讲起同一时代的东西方两位戏剧大师——莎士比亚与汤显祖。“每个读过莎士比亚作品的人,不仅能够感受到他卓越的才华,而且能够得到深刻的人生启迪。”
与此同时,他也向在座英国听众介绍,“中国明代剧作家汤显祖被称为‘东方的莎士比亚’,他创作的《牡丹亭》、《紫钗记》、《南柯记》、《邯郸记》等戏剧享誉世界”。
两位文学巨匠的同频共振,拉近了中国与英国的“文化距离”。
在美国华盛顿州西雅图市,习近平在谈及海明威和他笔下的《老人与海》时,还特别提起自己的一段轶事:“我去了海明威经常去的酒吧,点了海明威爱喝的朗姆酒配薄荷叶加冰块。我想体验一下当年海明威写下那些故事时的精神世界和实地氛围”。
三言两语,几段故事,习近平让听者感到大洋彼岸的中国并非文化中的“他者”。
面向世界讲述中国,习近平也常常采用讲故事的方式,并多次讲到他自己或友人的故事。
在讲述中国的发展历程时,他没有用宏大的场景描述,也没有用任何的统计数字,而是选择了一个与他个人经历紧密相关的村庄——梁家河的变化。
在一次外访中,习近平讲述自己在陕西梁家河当农民的时光,“我和乡亲们都住在土窑里、睡在土炕上,乡亲们生活十分贫困,经常是几个月吃不到一块肉”,“我很期盼的一件事,就是让乡亲们饱餐一顿肉,并且经常吃上肉。但是,这个心愿在当时是很难实现的”。
紧接着,他说起梁家河如今的变化,“今年春节,我回到这个小村子。梁家河修起了柏油路,乡亲们住上了砖瓦房,用上了互联网,老人们享有基本养老,村民们有医疗保险,孩子们可以接受良好教育,当然吃肉已经不成问题”。
作为14亿多中国人民的领导人,在习近平向外界讲述的中国故事中,复杂而深刻的中国今昔之变浓缩在一个小小的村庄里。中国发展的宏大叙事,还原为一处处生动的细节。
星巴克董事会名誉主席霍华德·舒尔茨当时也是台下的听众之一,通过习近平的讲述,“梁家河”这个此前从未听说过的地名,在他的心中留下深刻印象。发生在这个中国陕北小村庄的故事,让舒尔茨对中国梦和美国梦的共通之处有了更深的理解。
“中国需要更多地了解世界,世界也需要更多地了解中国。”在谈笑间,在感动中,在回味深长的故事里,人们看到一个具体又可感的中国领导人,也看到一个宏大而复杂的中国。
解读习近平讲故事,也为更多人成为中国故事的“主讲人”开启了可能。
在互联网时代,每个人都是“价值出口”;在地球村时代,每个人都是“国家名片”。在这个格外需要交流与理解的时代,打动人心的故事,正在成为一门沟通中外的世界语言。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)