点击右上角
微信好友
朋友圈
请使用浏览器分享功能进行分享
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）
学方言、手绘巡线地图 南宁铁警“接地气”保春运安全******
中新网南宁1月12日电(胡宏)警察、“水手”“绘图师”都是他的职业，他用自己接地气的做法守护着千年古镇扬美附近的铁路运输安全，今年春运是他坚守的第13个年头。
莫献忠是南宁铁路公安局南宁公安处南宁南站派出所的一名线路民警，2010年他来到扬美警务区，这里毗邻扬美古镇，每当高铁驶过古镇，现代与传统便在这里相遇。
莫献忠走在扬美古镇街上。 胡宏 摄莫献忠管辖铁路线路43公里，横跨几十个自然村，点多线长并且学校众多，最近的一所学校距离铁路只有40米。特别是27公里长的老南昆线，多为低路基，沿线村民为了方便日常生活劳作，经常会横跨线路。
走村串户开展安全宣传自然成为莫献忠工作中的重要内容。作为“外来户”，不懂方言成了莫献忠开展工作的第一个“拦路虎”，于是他就把护路队员当“老师”，一字一句地向护路队员学，从说话开始慢慢融入当地群众当中。
“开展群众工作，不能光讲法律，要多站在他们的角度去帮助他们解决实际问题。”莫献忠说。
莫献忠到村民农场开展安全宣传。 胡宏 摄2018年，村民反映村口主要铁路交通涵一下大雨就积水，行人车辆都无法通过。莫献忠立即将情况上报并争取相关部门的支持，在涵洞中修建了一条“高基”步道，即便遇到下雨积水也能使村民安全通过。
渐渐地，穿着一身警服，操着一口“土话”的莫警官变成了村民口中的“老莫”，几年下来，哪家有几口人、有多少小孩、多少大牲畜、家里田在哪，莫献忠都掌握得清清楚楚。
横跨在左江上的三座铁路桥是莫献忠管辖的重点区段，特别是左江大桥，每逢圩日，村民经常会借道大桥，莫献忠也都会早早来到桥头对穿行铁路桥的村民进行劝导。
同时，左江作为通航水路，不仅有两岸村民通过船只摆渡，更有大小货船经过，甚至还发生过因操作不当造成船只撞击铁路桥的事故。
桥上的情况可以实地踏勘，但是如何掌握桥面下和桥墩的情况曾一度让莫献忠犯难。
莫献忠在岸边给渡船固定缆绳。 胡宏 摄在这里工作久了，莫献忠也变得“多才多艺”，不仅做得了“水手”，还当得了“绘图师”。
一次，莫献忠前往扬美村开展日常工作，和村民聊到了对大桥安全的担忧。村民杜师傅直接跟他说：“这有啥难，我经常要开船到对岸干活，到时候捎上你逛一圈，都是兄弟，也算是我为铁路安全做贡献了。”
自此，杜师傅每次开船渡江前都会给莫献忠打电话邀请他乘船巡线，莫献忠也就多了一层“水手”身份。
每天徒步巡线10公里是这些年来莫献忠始终坚持的必修课，他将徒步巡线收集到的资料分别绘制了普铁和高铁线路管辖图。
莫献忠在守护的线路图上添加信息。 胡宏 摄“对我们线路民警来说，它必不可少。”莫献忠用笔点了点挂在扬美警务区墙上的手绘地图。
“三角形的是重要道口，圆形是交通涵，沿线所有的重点路段我都标注了出来”，指着“地图”上的各种标记，莫献忠如数家珍。
微微泛黄的地图上，一道道折痕似乎在诉说着它已经跟随自己的主人走过很多地方。
如今的莫献忠早已将线路图刻在了心里，他说：“巡线是个基础工作，底数清才能情况明，只有亲眼看到才能真正了然于胸，一步一个脚印才能走出安心。”
今年的春运，莫献忠更忙了，外出打工的青壮年纷纷提前返乡，前来古镇游玩的游客也日益增多，他将用更接地气的做法一直守护着铁路“大动脉”安全。(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
大发注册地图 |
)