点击右上角
微信好友
朋友圈
请使用浏览器分享功能进行分享
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）
茶与咖啡“走”到一起，给我们带来哪些启示******
中新网蒙特利尔12月8日电 茶和咖啡，往往被人们视为不同饮食习惯或不同文化的代表。但在中国，有这样一个地方，茶与咖啡“走”到了一起。
当地时间12月7日，COP15第二阶段会议“坚持人与自然和谐共生 共建清洁美丽世界”边会在加拿大蒙特利尔举行，边会由生态环境部环境与经济政策研究中心、中国新闻社主办，中国新闻网承办。边会期间举办了“圆桌对话：茶与咖啡的对话”。
“坚持人与自然和谐共生 共建清洁美丽世界”边会举办“圆桌对话：茶与咖啡的对话”。尹灵 摄“其实普洱不仅仅因普洱茶闻名海外，在上世纪八十年代，当地的居民也开始种咖啡。”世界经济论坛热带雨林及生态文明项目大中华区负责人朱春全介绍，经过多年产业培植，普洱许多农民既种茶又种咖啡。他们在冬天收获咖啡果，春天采茶。普洱也成为了中国茶乡中的“咖啡之都”。
世界经济论坛热带雨林及生态文明项目大中华区负责人朱春全在边会圆桌对话发言。尹灵 摄在克莱恩斯欧洲环保协会(英国)北京代表处首席代表龙迪看来，茶和咖啡的和谐共存，是全球贸易的结果，更是不同文化和文明互相扶持、共同发展的典范。
“同样，人类和自然是相互依赖的。我们共处同一个人类命运共同体中。开放和包容的世界也是人与自然和谐共生的世界。”龙迪认为，茶和咖啡皆为大自然的馈赠。
克莱恩斯欧洲环保协会(英国)北京处首席代表龙迪在边会圆桌对话发言。 尹灵 摄作为一位在中国北京定居的荷兰人，龙迪每天早晨都需要一杯咖啡来唤醒自己。同时，在中国生活的经历也让他明白了品茶的方式。“中国茶品众多，制茶工艺先进，让我大为惊叹。”他说。
EDF+商业，韧性粮食与林业主任凯蒂·安德森坦言，无论旅行到哪里，自己都能通过每天的咖啡或茶与当地文化联系起来。“这提醒了我们，彼此之间的共同联系，以及我们与这个给我们提供咖啡和茶的星球的共同联系，同时地球也面临着气候变化、生物多样性丧失和森林砍伐等重大挑战。”
EDF+商业，韧性粮食与林业主任凯蒂·安德森在边会圆桌对话发言。 尹灵 摄凯蒂·安德森认为，保护生物多样性是一项共同的责任，各方应共同努力保护地球，求同存异、携手合作。“我们需要依靠文化的多样性和包容性。在这条道路上，我们正朝着构建人类命运共同体、促进全球可持续发展的方向迈进。”
“我们手中的提神饮品代表了整个产业链，以及从事不同工作的人——从云南山村的茶农到大型零售市场的销售人员。”凯蒂·安德森指出，为实现可持续农业这一目标所作的努力，就是向着构建人类命运共同体、推动全球可持续发展不断迈进。
值得一提的是，在乌龙茶和红茶的发源地中国福建武夷山，某种程度的“可持续”已成为现实。
武夷山市人民政府办公室周洪舰在边会圆桌对话发言。尹灵 摄武夷山市人民政府办公室的周洪舰介绍，当地大力推广生态茶叶种植，减少农药化肥的使用，利用生物多样性做到绿色种植。“环境保护越来越好了，这带动了茶叶的品质增加，也增加了茶农的收入。”
周洪舰说，中国的“茶”字，拆开来看是“人在草木之间”，这就是人与自然的完美结合。(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
购彩地图 |
)