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)
赵光辉:多措并举培育战略人才,加快实现科技自立自强******
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摘编自《光明日报》
【赵光辉:多措并举培育战略人才,加快实现科技自立自强】
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摘编自《经济日报》
【王孟秋:加强党的思想建设,用党的创新理论武装全党】
中宣部《党建》杂志社编辑王孟秋表示,思想建设是党的基础性建设,用党的创新理论武装全党是党的思想建设的根本任务,必须久久为功、常抓不懈。一方面,紧扣最新理论成果,解决好用什么武装的问题。习近平新时代中国特色社会主义思想具有强大真理力量和实践伟力,全面建设社会主义现代化国家前途光明、任重道远,必须坚持用习近平新时代中国特色社会主义思想武装全党、教育人民,把习近平新时代中国特色社会主义思想贯彻落实到党和国家工作各方面全过程。另一方面,注重宣传教育方式,解决好怎样武装的问题。我们必须大力弘扬马克思主义学风,不断推进理念创新、手段创新和工作创新,坚持把深入学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想作为理论武装的重中之重,引导各级领导干部读原著、学原文、悟原理,深刻领会其核心要义、精神实质、丰富内涵、实践要求。同时,面向党员和大众,解决好武装谁的问题。用习近平新时代中国特色社会主义思想武装全党,需要发挥领导干部的重要作用,引导他们先学一步、学深一层,通过党员干部的引领示范,教育人民、带动群众,巩固全党全国各族人民团结奋斗的共同思想基础。
摘编自《人民日报》
【陈江滢:坚定不移深化改革开放,实施扩大内需战略】
陈江滢认为,深化改革需要着力破解深层次体制机制障碍,制度型开放要求对接国际高标准经贸规则,改革和开放相互促进、相得益彰,为内需发展增添强大动力。实施扩大内需战略,必须坚定不移深化改革开放。第一,完善促进消费的体制机制。在消费类型方面,应根据行业特点放宽或取消服务消费领域的准入限制;在消费者权益保护方面,需要健全新型监管机制,建立假冒伪劣产品惩罚性巨额赔偿制度,强化重点商品和服务领域价格监管。第二,推进投融资体制改革。加大对民间投资支持和引导力度,引导民间资本参与“两新一重”和补短板领域建设;完善投资管理模式,推进投资审批制度改革,建立健全投资审批数据部门间共享机制。第三,优化营商环境。持续深化行政审批制度改革和商事制度改革,完善生产许可制度,降低市场主体制度性交易成本;健全现代产权制度,强化知识产权全链条保护,加强数据、知识、环境等领域产权制度建设。第四,推进高水平对外开放。提升贸易投资合作质量和水平,支持外资企业扩大中高端制造、高新技术、传统制造转型升级、现代服务业等领域投资;稳步扩大规则、规制、管理、标准等制度型开放,打造高水平、宽尺度、深层次的开放高地,深化自由贸易试验区改革。
摘编自《学习时报》
【黄祖辉、姜霞:以数字创新驱动乡村振兴】
浙江大学中国农村发展研究院黄祖辉、浙江树人学院管理学院姜霞指出,数字技术和平台深度嵌入农业农村发展各领域,以数字创新驱动乡村振兴,能够不断解放农村生产力,优化生产关系,提高生产效率,提升乡村治理效能。通过数字技术赋能乡村振兴,既要以数字创新驱动农业农村高质量发展和转型,又要不断弥合数字鸿沟,推进数字包容,使所有群体都能够积极参与到数字乡村建设过程中,实现物质富裕、精神富裕、生态富裕。第一,强化“数字准备”。可以考虑将数字包容纳入数字中国战略,进一步加强乡村数字网络、数字平台、数字服务的接入性、连通性,将数字乡村建设融入新型城镇化战略,有效降低网络建设、维护成本。第二,提升“数字就绪度”。普及农村数字教育,加强信息技术课程教学,开展数字技能教育或者职业教育,提供简易、易懂的互联网产品服务指南或课程,广泛开展各类型的农村在线教育。第三,推进“数字参与”。以数字创新激活农村农民发展的积极性,提升数字技术对农村经济社会发展的渗透率,有序推进农业三大体系数字化转型,以电商商业模式创新驱动产业链供应链现代化,以平台聚合有效整合数字资源。
摘编自《中国社会科学报》
(光明网记者 赵宇整理)