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彩多多2023-01-31 16:05

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)

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2023年春节去哪里?“看展热”成为年俗新体验******

兔年春节将至,去博物馆看展览、过大年的氛围日渐浓郁,各大博物馆从生肖文化、家国情怀到家风文化,系统推出了富有中国气息的大展,全面展示节日里的民风民情。逛博物馆过大年已成为一种新年俗,传递着新的文明风尚。

搜狐文化为广大网友整理了一条富有年味儿的观展路线,一起在各大博物馆的重磅展览中过一个文化创意年:在河南博物院“十二生肖拜大年”体验展里寻找自己的“守护神”,在南京博物院“家国文物展”中追求幸福生活,在良渚博物院玉器大展中认知无处不在的玉文化的韵味,在广东省博物馆“年画里的中国”展和中国工艺美术馆的皮影中寻味中国年。

“十二生肖拜大年——癸卯新春生肖文化”主题特展

地点:河南博物院

时间:2023年1月中旬

2023年春节去哪里?“看展热”成为年俗新体验

十二生肖作为中华文化圈中普及率最高的传统文化符号,也是春节的吉祥物和传统年俗文化的象征。追溯生肖文化的源与流,不仅基于早期人类对动物的崇拜意识,更是赋予动物形象的神性色彩。兔年春节将至,全国各地都流行着与玉兔相关的神话传说、民俗典故,在剪纸、刺绣、年画中,亦可随处看到兔的形象。

“玉兔捣药”象征着健康长寿,“动如脱兔”比喻人类聪明敏捷,兔子的形象早已成为中国人眼里天降祥瑞的使者。在春节期间,河南博物院收藏的生肖动物精品文物和艺术品举办贺岁展览,这些精美的器物维系中华民族情感和文化纽带。透过这些珍贵的生肖文物,我们可以感知中华先民对生肖动物的审视、欣赏、理解、构思和幻想,领略古今人们对于五谷丰登、六畜兴旺的美好向往。

《家·国》文物展

地点:南京博物院

时间:2022年11月1日—2023年11月1日

春节将至,“家”成为万千中华儿女心之所向的归途目的地,家的概念不言而喻,饱满又坚实。同时,家国情怀在我国非物质文化遗产中薪火相传,是历代中华儿女不懈奋斗的精神养分和力量源泉,是中华民族屹立于世界民族之林的文化压舱石。

展览围绕“家”、“国”两个主题,南京博物院精选藏文物六十余件,将文物展和非物质文化遗产活态展结合,以家国情怀为核心、中华传统文化中的人文精神为主题,通过深挖并展示文物和非物质文化遗产中蕴含的家国情怀,围绕个人和国家、个人和家人、个人和朋友、个人和社会之间的关系,去阐释家国情怀的具体内涵。

“首善家风——2022中华家风文化主题展”

地点:中华世纪坛

时间:2022年12月20日—2023年2月5日

2023年春节去哪里?“看展热”成为年俗新体验

司马光告诫其子:“有德者皆由俭来也”;诸葛亮的《诫子书》讲明修身养性、立志学习和宁静淡泊。优良的家规、家训自古以来就是中华民族传统文化的重要组成部分,是每个家庭乃至每个家族代代相传、生生不息的精神支柱。中华家风文化主题展以“首善家风”为核心,围绕传承首都家风,涵养文明新风的主题,展现新时代家庭文明建设的珍贵意义。

中华世纪坛将传统文化作为重要的板块内容,以年度中华家风文化主题展的形式,持续多视角地呈现中华民族特有家风文化的丰富内涵。通过策划一系列综合类主题、研究类专题的展览与活动,集合近现代各个时期、不同区域的家教题材和家风范本,梳理家庭——家教——家风的内在脉络,借助展览多样的表现形式、空间陈列、科技手段使其“鲜活”起来,“立体”起来,发掘探索传统文化美德教育的当代形式,探寻其对中华文明传承与发展的深远影响。

“郁郁乎文哉”:西周晋国玉器精品展

地点:良渚博物院

时间:2022年12月6日—2023日3月15日

2023年春节去哪里?“看展热”成为年俗新体验

从乌苏里江畔小南山的粗朴玉玦,到环太湖流域良渚的崇高神人兽面,以及汉墓里华贵肃穆的金缕玉衣,清宫中繁复精绝的文玩旧藏,玉文化在中华大地已至少绵延不绝九千年。周公制礼作乐,以礼维系社会有序和谐,礼乐文化中玉也具有不可取代的地位,象征礼节、吉祥、地位。

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