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)
元旦假期消费市场盘点:人气渐旺,暖意渐浓******
餐饮:烟火气回归,线上线下“双主场”发力
这个元旦假期,许多餐饮从业者找回了久违的忙碌。
位于山东济南大观园景区的城南往事客流量猛增。“1号晚上11个房间全满,等餐区也坐得满满当当,一直到晚上10点半还没忙活完。”店长王一举告诉记者,目前年夜饭的包间也已经全部订满。
1月2日晚,人们在山东省济南市芙蓉街游览、品尝小吃。新华社记者 徐速绘 摄
随着近期一系列防疫政策优化调整,餐饮市场加快复苏。美团数据显示,元旦假期前两日,全国堂食线上交易额较前一周同期增长超1倍。其中,江苏、浙江等地相关交易额增长超230%。
线下堂食人气攀升,线上消费热度不减。“新华视点”记者采访了解到,不少商家推出火锅、披萨等品类的新年套餐,满足消费者宅家聚会需求。美团外卖数据显示,提供新年菜品的商家比前一周同期增长3倍,火锅订单环比节前增长90%。
1月2日,在山东省济南市仲宫街道的农村大集上,人们选购草莓。新华社记者 徐速绘 摄
“越来越多餐饮商家更加注重线上线下并重的‘双主场’战略,在堂食恢复之后,外卖能够拓宽服务半径,增加获客,同时反哺堂食,帮助商家实现线上线下双增长。”中国饭店协会副会长金勇说。
1月1日,游客在济南宽厚里排队购买美食。新华社记者 朱峥 摄
餐馆等经营场所有序恢复,带动线下商圈人气回暖。记者从广州天河路商会获悉,元旦前一天该商圈人流量超过100万人次,各商场围绕创意艺术、国潮文化、奇幻文旅、天河时尚推出100余场活动,吸引不少消费者前来体验。
旅游:超5000万人次出游,冰雪游自驾游受青睐
从山脚仰望位于新疆的乌鲁木齐丝绸之路国际度假区滑雪场,不同雪道在山腰依次排开,来自全国各地的滑雪爱好者翩然而下,在白色雪道留下优美弧线。
“元旦假期雪场游客非常多,每天至少有三四个人跟我学滑雪,一天能挣好几百块钱。”滑雪教练王革成告诉记者。
1月1日,在重庆市南川区金佛山景区滑雪场,一名小游客在雪场教练的指导下练习滑雪。新华社记者 刘潺 摄
正值雪季,各地游客玩冰雪的热情高涨。飞猪数据显示,元旦期间,包含“滑雪”“冰雪”等关键词的热门冰雪旅游商品销售同比增长超三成,吉林、黑龙江、河北、新疆等成为热门冰雪旅游目的地。
1月1日,游客在哈尔滨松花江冰雪嘉年华园区游玩。新华社记者 张涛 摄
据文化和旅游部数据中心测算,2023年元旦假期,全国国内旅游出游5271.34万人次,同比增长0.44%;实现国内旅游收入265.17亿元,同比增长4.0%。
2022年12月31日,不少游客在广州长隆旅游度假区大马戏剧场迎接新年。新华社记者 刘大伟 摄
出游意愿回升的同时,安全、健康成为更多消费者的考虑因素。元旦期间,不少游客倾向于选择错开人群相对集中的出行方式和景区景点。飞猪数据显示,元旦期间热门旅游城市的租车预订量环比上月增长超3倍,自驾游成为热门选项。此外,2至6人的精品团、私家团备受消费者青睐。
2022年12月31日,游客在陕西西安长安十二时辰主题街区观看表演。新华社发(邹竞一 摄)
旅游市场有序恢复,带动酒店、民宿预订量上升。跨年夜当晚,美团平台上高端酒店入住间夜量创下2022年新高,较此前的“十一”假期峰值提升超20%。元旦期间,三亚、西双版纳等热门目的地多家度假酒店迎来满房。
电影:元旦档票房破5亿元,市场韧性显现
“明显感觉电影院的人多了起来。今天和朋友一起来看《想见你》,希望通过观影为新的一年增添一些温暖美好的色彩。”来自北京的观众田畯走出电影院后说。
统计数据显示,元旦档我国电影市场票房为5.5亿元。专家分析认为,今年元旦档上映的影片题材以科幻、爱情、动画为主,契合节日氛围,在一定程度上满足了观众不同的观影需求。
游客在位于河南省郑州市中牟县的电影小镇餐厅就餐(2022年12月31日摄)。新华社记者 李安 摄
一系列疫情防控政策优化调整后,各地电影院复工脚步加快。灯塔专业版影院营业地图显示,1月1日当天,全国营业影院10640家,创下近10个月的新高,营业率达85%。在北京、西安、天津、郑州等城市,《阿凡达:水之道》等影片元旦档票房超过上映首周票房。
“目前一批新片正在待映,其中《流浪地球2》淘票票想看人数已突破72万。今年春节档影片阵容丰富,预计有望拉动电影市场进一步回升。”灯塔专业版数据分析师陈晋说。
1月1日,市民在天津金茂汇商场内观看演出。新华社记者 孙凡越 摄
业内专家表示,元旦档票房“成绩单”折射消费复苏的同时,也展现出国内电影市场的韧性和潜力。未来要进一步优化电影资源配置,释放优质生产力,创作出更多高质量作品,推动中国电影实现高质量和可持续发展。
新业态:打造更多消费新场景,推动内需潜力释放
多个平台数据显示,今年元旦假期,DIY手工坊、“KTV+火锅”、主题乐园夜游等小众玩法持续“破圈”,新消费业态增长迅速。
1月1日,马术俱乐部成员在福建省福州市长乐区南澳海滩体验海骑乐趣。新华社记者 魏培全 摄
“垂直细分领域的需求,孕育着新的消费增长点,要加快线上线下消费融合,培育壮大定制、体验、智能、时尚等新兴消费。”中国社科院财经战略研究院研究员依绍华说。
专家表示,元旦消费加快回暖,为全年消费市场复苏开了一个好头,各地各部门要把实施扩大内需战略同深化供给侧结构性改革有机结合起来,多措并举扩大消费,推动内需潜力进一步释放。
1月1日,市民在武汉市汉口北鲜花市场购买鲜花。新华社记者 肖艺九 摄
“我国居民消费正在向发展型、享受型和品质型消费升级。要通过改革进一步破除制约消费的障碍壁垒,提供更多优质商品和服务,不断满足和创造消费需求。”中国宏观经济研究院研究员王蕴说。
商务部新闻发言人束珏婷表示,将促进新业态新模式健康有序发展,推动生活服务数字化转型,顺应消费升级趋势,发展首店首发经济,打造更多消费新场景,同时适时组织开展系列促消费活动,促进消费持续恢复。(记者王雨萧、王鹏、徐壮、顾煜、陈国峰)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)