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)
多地“瞄准”促消费 哪些行业会出现报复性消费?******
中新经纬1月6日电 (孙庆阳)2022年12月份召开的中央经济工作会议提出,要把恢复和扩大消费摆在优先位置。增强消费能力,改善消费条件,创新消费场景。多渠道增加城乡居民收入,支持住房改善、新能源汽车、养老服务等消费。
多地出台政策积极促消费
近段时间,地方两会密集召开,安徽、山东多地在政府工作报告中将促消费列为2023年重点工作。广东、青海也出台了促进消费的多项政策。为何多地拼经济,重点“瞄准”促消费?
中国食品产业分析师朱丹蓬在接受中新经纬采访时表示:“投资、外贸、消费是拉动中国经济高速运行的三驾马车,在整个世界经济不确定因素较大的情况之下,外贸要实现大的增长是比较难的,而相比投资来说,最重要的还是在消费。”
当下,全国各地陆续出台促进消费的红利性政策。朱丹蓬预计,随着这些政策进一步落地,对于整个中国的消费来说有着非常大的拉动作用。
财经评论人谭浩俊进一步详细解释,由于出口受国际经济环境的影响很大,特别是欧美发达国家加大了对中国企业的限制力度,出口的难度将越来越大;这些年中国主要是靠基建投资、民生投资等来实现经济稳定增长,没有让经济出现明显下滑。
谭浩俊认为,目前,消费的潜力是最大的,具体体现在三方面:第一,消费市场在疫情影响下一直比较低迷,消费对经济增长的拉动作用一直没有发挥起来。随着疫情政策的调整,消费应当成为经济增长最重要因素之一。第二,消费活力是最容易激发出来的一项投资增长手段,疫情政策的调整对消费潜力的挖掘,形成了非常好的市场环境。因此,消费作为地方拉动经济增长的一个主要考量是完全应该的。第三,消费拉动可以出台很多具体的政策,如家电下乡、汽车下乡、鼓励汽车消费等。
从宏观经济层面来看,星图金融研究院高级研究员付一夫认为,全球经济下行压力较大下外需萎靡,需重点发力内需,而内需中消费最具弹性和潜力。特别像出行和线下类,均在疫情防控期间受到一定程度的压制。“疫情防控方案大幅调整后,对于消费市场最大的干扰因素已消除了。”
付一夫强调,客观来讲,政策调整对消费市场恢复或提振回暖起到了极大的积极促进作用,特别如旅游、餐饮、出行等;另一方面,政策特别重视促进消费,可以设想后续会在消费方面出台一系列政策。
哪些行业会出现报复性消费?
那么,各地区和行业在促进消费方面有哪些特点?哪些行业会出现报复性消费?对此,谭浩俊表示,消费在这三年受到很大压制,无论是传统消费,如餐饮、电影、娱乐,都可能出现报复性现象。
目前,海南等地的宾馆、饭店都出现了一房难订的现象,平台的订票率也非常高。谭浩俊预计,旅游消费或会成下一步消费启动的重要方面。
住房消费也有可能成为今后一段时间经济增长的重要推手。住房消费市场的低迷已持续多年,疫情得到控制后,住房消费也可能在刚需和改善性消费增加下出现反弹。
不过,谭浩俊强调,恢复的关键还要看开发商能否降价。如果2023年消费启动得好,不仅消费本身对经济增长的拉动会越来越大,同时也可以对企业的生产性投资起到非常重要的促进作用。“消费市场好→产品销售好→增加投资→扩大生产,形成良性循环。生产性投资增强,将带动就业和居民收入,进一步推动消费市场的兴旺。”
从各地促消费政策来看,手段越来越多样化。一些地方甚至针对消费场景打造手电经济、夜间经济等,以及围绕春季新年举办特色的促销活动,表现更加多样。付一夫表示,综合来看,各地的促消费政策是全方位的,在想尽办法提升消费者购物体验,这套消费组合拳还是挺漂亮的。 (中新经纬APP)
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(文图:赵筱尘 巫邓炎)