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)
胡昌升:铆足干劲加快农业强省建设,躬身笃行造福广大农民群众******
胡昌升在省委农村工作会议上强调:铆足干劲加快农业强省建设,躬身笃行造福广大农民群众
1月10日上午,省委农村工作会议在兰州召开,省委书记胡昌升出席并讲话。新甘肃·甘肃日报记者 高樯
省委农村工作会议1月10日上午在兰州召开,省委书记胡昌升出席并讲话。他强调,要深入学习贯彻党的二十大精神和中央农村工作会议精神,全面贯彻落实习近平总书记对甘肃重要讲话重要指示批示精神,始终坚持以人民为中心的发展思想,依靠市场主体,做大做强农业龙头企业,促进农民增收致富,铆足干劲加快农业强省建设,躬身笃行造福广大农民群众,努力开创我省农业农村现代化建设新局面。
省委副书记、省长任振鹤主持会议。
会议总结了去年以来全省“三农”工作取得的成绩,分析了加快建设农业强省、推进农业农村现代化面临的形势,安排部署了当前和今后一个时期的重点任务。会议指出,经过多年接续努力,我省“三农”工作重心已经发生历史性转移,农业产业发展进入转型升级的窗口期,乡村建设进入加快补齐短板的机遇期,城镇乡村进入协同融合发展的突破期,正在向建设农业强省的奋斗目标迈进。
会议明确了建设农业强省的总体要求:以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻落实党的二十大精神,深入学习贯彻习近平总书记关于“三农”工作的重要论述,认真贯彻落实习近平总书记对甘肃重要讲话重要指示批示精神,坚持和加强党对“三农”工作的全面领导,坚持以人民为中心的发展思想,坚持农民主体地位,坚持农业农村优先发展,坚持城乡融合发展,坚定不移实施乡村振兴战略,扎实推进乡村发展、乡村建设、乡村治理,着力打造现代寒旱特色农业高地,努力建设宜居宜业和美乡村,加快农业农村现代化进程,持续提升农民生活品质,为全面建设社会主义现代化幸福美好新甘肃打下坚实基础。
会议提出了2023年、未来五年和到2035年建设农业强省的奋斗目标,强调在新征程上推进农业强省建设,必须坚持党的全面领导,坚持以人为本,坚持改革创新,坚持系统观念,坚持因地制宜,坚持躬身实干,准确把握规律性认识和原则性要求,集中各方智慧,调动各方力量,形成加快建设农业强省的强大合力。
会议围绕加快建设农业强省、推进农业农村现代化,安排部署了当前和今后一个时期的重点任务。会议强调,要聚焦“守底线”,把防止规模性返贫作为重中之重,把确保粮食安全作为头等大事,持续在精准监测帮扶、促进脱贫县加快发展、深化东西部协作和中央单位定点帮扶上下功夫,着力在耕地提升、种子种质、大类品种、多元供给等方面用力气,持续夯实“三农”基石。要聚焦“土特产”,挖掘“土”的资源,放大“特”的优势,提高“产”的效益,坚持用工业思维谋划农业,加快引进战略投资者,以养殖业牵引农业产业结构优化升级,以农产品精深加工业和食品工业带动特色产业价值链提升,持续壮大农业特色优势产业。要聚焦“能致富”,把增加农民收入作为“三农”工作的中心任务,强化技能培训促增收,强化利益联结促增收,强化政策扶持促增收,不断提升农民群众收入水平,让农民群众过上更加幸福美好的生活。要聚焦“现代化”,村庄建设突出积极稳妥,人居环境突出治污治乱,设施服务突出延伸增效,努力建设宜居宜业和美乡村,让农村基本具备现代生活条件,让农民在农村就能基本过上现代生活。要聚焦“增活力”,进一步优化科技供给、深化农村改革、激发群众内生动力,不断塑造发展新动能新优势。要聚焦“强保证”,不断健全党的领导、协调配合、干部培训、人才引育、要素保障、督查考核等机制,为“三农”发展提供坚强保证。
会议对近期需要抓好的重点工作提出要求。会议强调,要全面加强农村疫情防控和医疗救治,扎实做好春节期间重要农副产品生产供应,高度重视农村安全生产工作,加大矛盾纠纷排查化解、社会治安综合治理和信访问题解决力度,深入开展冬季欠薪整治行动,加强对农村留守老人和儿童、残疾人等困难群体的救助帮扶,让人民群众过一个平安欢乐祥和的春节。
石谋军、朱天舒、程晓波、孙雪涛、刘长根、张锦刚、张永霞、张伟参加会议。
会议以视频形式开至县一级。(新甘肃·甘肃日报记者张富贵)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)