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)
《喜剧的喜聚》第二阶段1v1切磋火热进行 欢乐不停摆快乐不散场******
由中央广播电视总台推出的语言类综艺《喜剧的喜聚》精彩不断升级。在第二阶段聚会中,12组喜剧人将自由选择自己的对手进入1V1的切磋,分数高的一组喜剧人直接进入下一阶段聚会,剩下的6组则进入等待邀约席。继余钦南许吴彬率先进入下一阶段聚会后,本期节目中门门小见、张维威、马旭东、李丁郑健四组喜剧人带来了四组精彩十足的精品喜剧,从不同时间维度和表现形式上展现出喜剧的可能,让快乐不断升级。
自《喜剧的喜聚》播出以来,连续六周在节目播出期间登上微博综艺影响力榜TOP1,在相关话题阅读量近4亿,全网收获热搜热榜33个,覆盖用户超5亿人次。
作为2023年第一个与观众见面的喜剧综艺,《喜剧的喜聚》在奉献欢笑之余,还将关怀和温暖传进千家万户。基于张维威节目《老爸爱摇滚》,《喜剧的喜聚》在新年发起的#新年最想和爸妈说的话#微博互动活动登微博文娱榜top3,也获得了大量网友的参与,不少观众和网友也借着节目所提供的契机向父母表达爱意,送上2023年的祝福。节目播出后,网友点赞节目“这档央视的节目就像是从生活的土壤中开出来的‘正能量之花’,每一朵都让人感受到生活的美好!”
门门小见再现爱情方方面面 张维威演活摇滚老爸强势晋级
与第一阶段聚会不同,第二轮的聚会中喜剧人们将自行组队进行1v1切磋对决,由现场150位品笑员的预约值多少来决定直接入围人选。在第六期的节目中,率先登场的是门门小见团队和张维威团队。在第一阶段聚会中,门门小见就将视角对准了当下的年轻男女,《你好男友》中男友过于“浪漫”的行为,引发了众多女网友的共鸣和在线集体吐槽,并被不少女性观众看做是生活的神还原,其中的每句台词,都是他们的“嘴替”。而张维威团队则带来了《老爸被骗了》,从老年人遭遇电信诈骗的角度切入,展现老年人希望儿女能常回家看看的愿望,呼吁年轻人在忙于工作的同时,也要多回家陪陪父母,这一笑中带泪的呈现,也博得了不少观众的好感。
本周,门门小见带来的节目《你好礼物》则延续了他们对年轻人生活的关注,一段充满误会和爆笑的求婚勾起了一段从青涩到成熟的爱情回忆,其中的种种误解也让观众忍俊不禁。不少网友对《你好礼物》中展现出来的恋爱细节深有共鸣,纷纷在网上晒出自己的恋爱故事,有网友表示,《你好礼物》中女生的遭遇都和自己的亲身经历一模一样“感觉是把我队友气到我的事情重演了一遍”……不过,《你好礼物》中的恋爱青涩和甜蜜依然引发不少观众的好感,很多网友表示“被门门小见的演绎甜到了。”
张维威团队则继续了自己的“老爸”系列,但此次则将视角对准了热爱摇滚的老爸,以一个更具喜剧感的故事《老爸爱摇滚》,用一对斗智斗勇的父女视角,来讲述生活中人老心不老、抛弃年龄焦虑,努力追寻摇滚梦的老年人故事。相较于此前《老爸被骗了》的笑中带泪,《老爸爱摇滚》则更具诙谐生动的特质,一首首经典摇滚歌曲的再演绎也让故事有了更强的可看性。张维威表示在创作排练中自己的创意层出不穷,加入了很多适合自己节奏和表演方式的细节,才打造出了舞台上的《老爸爱摇滚》。最终,张维威团队获得了141预约值,击败了获得120预约值的门门小见,跻身下一轮聚会。
古代官场喜剧对决新派相声 李丁郑健有突破马旭东上阵爆笑全场
第二组的对决发生在马旭东和李丁郑健之间。在第一阶段聚会中,马旭东带来的《办卡办卡》以聚焦生活中平凡小人物的悲欢喜乐,引发了不少观众的共鸣。这一轮的表演他依然将主题锁定在了小人物的喜怒哀乐上,讲述了一个怕麻烦想要简单点却越忙越乱的爆笑故事。不同的是,这一次马旭东是以古代官场的外衣来讲述这个现代感十足的爆笑故事。当马旭东饰演的县令极力让事情简单点,但不知不觉让所有事情越来越复杂时,观众的笑声不绝于耳。
第一轮凭借《一“本”正经的反诈手册》引发全网热议的李丁郑健,这一轮的相声演出再出奇招。《走出舒适区》讲述了喜剧老将郑健努力帮助新人李丁走出舒适区的经历,但充满爆笑的演绎和各种流行文化、年轻人文化的引用,让不少年轻观众共感强烈,而其中李丁郑健对投影、互动等多个表现手法的使用,也让《走出舒适区》有了“新相声”的感觉。品笑员蔡明就对老将郑健能快速接受年轻人文化、调整自己表演方式的努力提出了褒奖,而《走出舒适区》的精彩甚至让特邀品笑员朱珠点评时“口误”不断,接连几次“你的节目让观众都走出舒适区”的发言甚至让李丁都跪倒在地,求朱珠撤回。最终,李丁郑健以130票胜出,马旭东以128两票之差遗憾进入等待预约席。
目前已经有四组喜剧人完成了自己在第二阶段的表演,还未进行比拼的两组喜剧人分别是:张霜剑VS肥龙,金霏陈曦VS陶亮。喜剧人的聚会仍在继续,下周他们将给我们带来怎样的惊喜?让我们一起拭目以待!
(文图:赵筱尘 巫邓炎)