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)
贵州全力打造全国重要的白酒生产基地******
中新网贵阳1月16日电 (记者 张伟 袁超 瞿宏伦)贵州省是酱香白酒生产核心区,酱香白酒产业已成为贵州工业第一大产业,堪称工业“压舱石”。此间进行的贵州省两会上,代表、委员建言贵州要立足资源禀赋和产业基础,全力打造全国重要的白酒生产基地。
近年来,贵州酱香白酒产业迎来快速发展期,在龙头企业茅台集团引领下,区域内其他名优品牌快速崛起,成为贵州经济最重要的增长极。
资料图:贵州酒企包装。 瞿宏伦 摄2022年,全国国务院印发的《关于支持贵州在新时代西部大开发上闯新路的意见》中指出,支持贵州发挥赤水河流域酱香型白酒原产地和主产区优势,建设全国重要的白酒生产基地。贵州酱香白酒产业也迎来新的发展机遇。
贵州省政府工作报告提出,2023年,贵州将推动酱香白酒产业高质量发展;聚焦打造全国重要的白酒生产基地,加快重点酒企技改扩能项目建设,做大做强大型企业;持续推进“三个一批”(推进赤水河流域酱香白酒产业规范发展,兼并重组做大一批、就地改造提升一批、清理整治退出一批),培育更多优质规上企业,规范发展中小企业,白酒产业增加值增长10%以上。
资料图:贵州酒企生产。 瞿宏伦 摄贵州省遵义市习水县是酱香白酒产业集聚区之一。贵州省人大代表、习水县县长冉崇庆对贵州酱香白酒产业的发展充满信心,“习水县力争2023年实现白酒产能突破20万千升,产量突破17万千升。”
对于目标的实现,习水县需完成“三大任务”。冉崇庆告诉中新网记者,习水县将全力支持习酒集团做大做强,加快企业一期技改项目建成投产,并尽快启动二期技改项目建设;全力支持茅台201厂3万吨酱香系列酒技改工程及配套设施项目等建设,争取项目尽快投产达产;加快推动一系列酒企及联丰片区酱香白酒生产项目尽早开工建设,尽快建成投产。
资料图:贵州酒企生产。 瞿宏伦 摄冉崇庆联合多位代表共同建议,推动泸遵高铁建设,“这个建议与四川省人大代表的想法不谋而谋,既能带动两地白酒产业的发展,又能推动区域开放合作,助力贵州融入成渝经济带。”
贵州省人大代表、贵州珍酒酿酒有限公司总经理朱国军接受中新网记者采访时说,“近年来,珍酒持续投资,启动建设六个酿酒基地项目,整体的规划和布局也是奔着一个比较好的未来,也是对产业的信心来做的投资和安排。”
“对于未来的发展我们有信心,也有决心把企业做好。”朱国军说,要抢抓机遇,守住质量底线和生态底线,把企业做大做强。“茅台集团是贵州酱香白酒产业的‘航母’,我们则定位于‘护卫舰’的角色。我们要不断做大做强,把家底做厚一点。对于未来能做到多大的规模,这是根据市场情况的变化来决定的,但是我相信肯定会越来越好。”
资料图:贵州酒博会现场。 瞿宏伦 摄为推动酱香白酒产业高质量发展,朱国军建议,一方面要统筹做好贵州本地红缨子高粱种植规划,加强对农民的资金、政策扶持,并确保粮食价格稳定;另一方面要加强酱香白酒行业知识产权保护。
“从酿酒的一粒种子开始,我们要全程严格把关,始终严把产品质量。”贵州省人大代表、贵州习酒投资控股集团有限责任公司质量部工作人员陈欢建议,酱香白酒企业要以保证产品品质作为使命,加大对白酒质量的控制,严格质量标准,从而推动白酒产业高质量发展。
“波尔多红酒、苏格兰威士忌、贵州酱酒——都是产区品牌,应该共有、共建、共享。”贵州省政协委员、贵州省白酒企业商会首届轮值会长朱伟接受中新网记者采访时说,“贵州产区会是未来十年白酒行业的持续性热词。贵州产区IP打造需要有一个里程碑式的破局,起点要高,势能要大,才能为共创‘贵州酱香型白酒’产区品牌铺好路。”
朱伟呼吁,贵州酒企要抱团发展和强化品牌意识。“作为贵州省白酒企业商会,我们自身的定位是要整合资源、创造模式、打造平台,帮助所有会员企业拥抱这一发展机遇,打响贵州酱香型白酒产区品牌,分享这一发展红利。”(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |