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)
察往知来,感知习近平的大历史观******
(近观中国)察往知来,感知习近平的大历史观
中新社北京10月10日电 (记者 黄钰钦)天地英雄气,千秋尚凛然。不久前的烈士纪念日,中国最高领导人习近平来到天安门广场,出席向人民英雄敬献花篮仪式。2014年,中国将每年9月30日设为烈士纪念日。此后,习近平连续9年在当日出席纪念活动,铭记历史、缅怀英烈。
在习近平的推动下,中国以立法形式确定了中国人民抗日战争胜利纪念日、烈士纪念日、南京大屠杀死难者国家公祭日等。在具有特殊意义的日子里,每一次庄严纪念都是一次对历史的回望,也像打开一扇窗口让外界从中感知习近平的大历史观。
历史观是人们对社会历史总的、根本的看法,是世界观的重要组成部分。对于历史,习近平尤为重视,他反复强调,历史是最好的教科书、历史是最好的老师、历史是“最好的清醒剂”。
有评论指出,习近平对历史的高度重视,构成其大历史观的基础。他将历史看作是一个民族、一个国家形成、发展及其盛衰兴亡的真实记录,是前人的“百科全书”。他还曾在会见外宾时说:“我们从哪里来?我们走向何方?中国到了今天,我无时无刻不提醒自己,要有这样一种历史感。”
习近平对历史的重视,体现在一些细节中。例如,近年来,在习近平发表新年贺词时,细心的人们通过电视画面看到他身后的书架上有《党史札记》《史记选》《世界通史》等大量历史典籍。
这样的重视,还体现在看待历史的维度上。习近平在谈及世界历史时,将其比作“人类最好的老师”;说到民族历史时,他认为“是一个民族安身立命的基础”;论及学习中共党史,习近平将其看作是广大党员、干部的一门“终身必修课”,强调“不仅必修,而且必须修好”。
“这种历史观是以宏阔的大视野来观察历史,将现在同历史发展逻辑联系起来,并汲取经验用于未来发展。”中央党校(国家行政学院)教授竹立家指出,把握历史大势、掌握历史主动是中共的重要经验,总结和吸取历史经验教训,目的是以史为鉴、更好前进。
如何在想问题、作决策时具有历史眼光,关乎治国理政的成效。观察认为,在习近平的大历史观中,历史不仅给人智慧的启迪,更是治国理政的重要资源。
习近平多次指出,“领导干部要多读一点历史”,“知史爱党,知史爱国”,“这对正确认识党情、国情十分必要,对开创未来也十分必要”。在这方面,习近平身体力行。比如,2014年10月13日,习近平主持中共中央政治局集体学习,主题正是关于中国历史上的国家治理。在谈及对待历史经验时,他强调,要本着择其善者而从之、其不善者而去之的科学态度,牢记历史经验、牢记历史教训、牢记历史警示。
在习近平看来,历史中的治国理政经验,既包括升平之世社会发展进步的成功经验,也有衰乱之世社会动荡的深刻教训。历史既是“最好的教科书”,也是“最好的清醒剂”。透过这样一次集体学习,人们或许能更直观理解习近平所提倡的以史为鉴的“方法论”。
“如何以史为鉴,汲取治国之道,构成习近平大历史观的核心要义。”中央党校(国家行政学院)教授张希贤指出,无论是成功经验还是失败教训,都是治国理政的有益借鉴,这才是真正的“以史为鉴”。
而一段时间以来,在国际舆论场中,不时响起歪曲历史、掩盖事实、美化侵略等错误言论的刺耳杂音。人们应该如何正确对待历史?在习近平的大历史观中,外界还可以看到其鲜明的态度:反对历史虚无主义。
“忘记历史就意味着背叛”,对于历史虚无主义的言论,习近平在不同场合都坚定予以驳斥,“历史就是历史,事实就是事实,任何人都不可能改变历史和事实”。
——在纪念全民族抗战爆发七十七周年仪式上,习近平斩钉截铁地指出,“任何人想要否认、歪曲甚至美化侵略历史,中国人民和各国人民绝不答应。”
——在出席南京大屠杀死难者国家公祭仪式时,习近平明确宣示,“历史不会因时代变迁而改变,事实也不会因巧舌抵赖而消失。”
——在出席第七十届联合国大会一般性辩论时,习近平强调,“铭记历史,不是为了延续仇恨,而是要共同引以为戒。”
——在德国科尔伯基金会演讲时,习近平引述德国前总理勃兰特的名言说,“谁忘记历史,谁就会在灵魂上生病。”
对此,中央党校(国家行政学院)教授戴焰军分析称,历史虚无主义的要害,就是抹杀和篡改历史,从根本上否定一个民族、一个国家、一个政党。对待历史实事求是的态度是真正敬畏历史、尊重历史。
“历史是最好的教科书,一切向前走,都不能忘记走过的路;走得再远、走到再光辉的未来,也不能忘记走过的过去。”近日,习近平在为《复兴文库》作的序言中,再次强调要“以史为鉴、察往知来”。
历史是过去的现实,现实是未来的历史。当世界百年未有之大变局加速演进,中华民族伟大复兴进入关键时期,如何把握时代大势、走好中国道路,在厚重的历史里,有智慧的启迪。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)