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)
“乙类乙管”后多国欢迎中国游客,入境这些国家需注意******
根据《关于对新型冠状病毒感染实施“乙类乙管”的总体方案》,1月8日起,中国正式取消入境核酸检测和集中隔离,取消“五个一”及客座率限制等国际客运航班数量管控措施。
“乙类乙管”正式实施以来,出入境人员数量有何变化?哪些国家对中国出发人员采取入境限制措施?
1月8日起,这些来华政策实施
1月8日起,中国对新冠病毒感染实施“乙类乙管”。根据规定:
来华人员在行前48小时进行核酸检测,结果阴性者可来华,无需向我驻外使领馆申请健康码,将结果填入海关健康申明卡。如呈阳性,相关人员应在转阴后再来华。
取消入境后全员核酸检测和集中隔离。
健康申报正常且海关口岸常规检疫无异常者,可放行进入社会面。
取消“五个一”及客座率限制等国际客运航班数量管控措施。各航司继续做好机上防疫,乘客乘机时须佩戴口罩。
进一步优化复工复产、商务、留学、探亲、团聚等外籍人士来华安排,提供相应签证便利。
━━━━━
“乙类乙管”正式实施后
出入境人员数量有何变化?
1月13日,国务院联防联控机制召开新闻发布会,国家移民管理局边防检查管理司司长刘海涛介绍,新型冠状病毒感染“乙类乙管”总体方案对优化中外人员往来作出了安排,国家移民管理局也对此研究制定了优化移民管理政策措施。从1月8日实施以来监测情况看,出入境人员数量呈稳步增长、有序恢复态势:
1月8日至12日,全国移民管理机构日均检查出入境人员49万人次,较“乙类乙管”政策措施实施前上升48.9%,是2019年同期的26.2%。
海港、陆路、空港口岸日均出入境人员分别为2.1万、42.4万、4.5万,较实施前各上升13%、53.3%、33.2%,为2019年同期的36.4%、30.1%、11%。空港口岸上海浦东国际机场客流最多,日均1.1万人次,陆路口岸深圳福田增幅最大,日均2.1万人次。
日均入境25万人次,较实施前上升54.7%,日均出境24万人次,较实施前上升43.3%。
刘海涛介绍,1月8日以来,内地居民申办出入境证件人数共135.1万,较政策实施前增长129.4%。其中普通护照申请35.3万人,较政策实施前增长89.8%;往来港澳台证件签注申请99.8万人,较政策实施前增长147.6%。
━━━━━
多国出台欢迎中国游客的举措
在1月11日举行的例行记者会上,中国外交部发言人汪文斌表示,中方发布新冠病毒感染乙类乙管总体方案和中外人员往来暂行措施之后,许多国家表示热烈欢迎中国游客到访,不会对来自中国的旅客采取入境限制措施。汪文斌指出,友善自然会让中国游客感受到温暖和欢乐、宾至如归,成为他们选择出境旅游目的地的重要因素之一。中方也会为游客前往这些国家旅游提供更多便利,增加中国往返上述国家的直航航班数量。我们也会提醒他们,做好行前自我健康管理和监测,确保健康出行,平安出行。
泰国副总理等一众官员到机场迎接中国游客的新闻,近日备受舆论关注。当地时间1月9日,泰国卫生部、旅游与体育部、交通部联合在素万那普国际机场举行仪式,欢迎中国出入境政策调整后首个赴泰航班的旅客。该航班来自厦门,共搭载269名中国乘客。泰国副总理兼卫生部长阿努廷、旅游与体育部长皮帕、交通部长萨沙扬亲自到飞机廊桥出口处迎接中国旅客,并为他们献上鲜花和纪念品。
印度尼西亚旅游和创意经济部长桑迪亚加·乌诺隔空“喊话”,印尼“已为中国游客准备好红毯”。当地旅游业协会和从业者也热情期待着中国朋友的到来。
马尔代夫外交部官方网站和推特发表声明,欢迎中国调整出入境措施,热切期盼中国游客尽早来马旅游。
柬埔寨首相洪森提出希望今年接待200万人次的中国游客,洪森强调,柬埔寨不会对华采取入境防疫限制措施,欢迎中国游客来柬旅游。
南非卫生部长日前表示,没有必要对包括中国在内的任何国家施加旅行限制。南非专家在接受采访时表示,欢迎中国民众赴南非旅游。
━━━━━
部分国家或地区对中国出发人员采取入境限制措施
近期一些国家对中国采取了一些入境限制措施,1月13日,在国务院联防联控机制召开的新闻发布会上,国家移民管理局边防检查管理司司长刘海涛表示,近期,部分国家对我国入境旅客采取了防疫管理出入境限制措施,包括要求提供行前核酸检测阴性证明、阳性人员实行入境后集中隔离、限制入境等。我们提醒广大出入境人员,提前了解相关国家入境政策,合理选择安排出行国别、时间,防止造成出行不便,避免不必要的损失。
1月10日,中国外交部发言人汪文斌表示,中方发布新冠病毒感染“乙类乙管”总体方案和中外人员往来暂行措施之后,多国表态予以欢迎,但也有少数国家宣布对来自中国的旅客采取入境限制措施。对此中方以最大诚意,本着实事求是的态度,与有关国家进行了充分沟通,详细介绍中方优化调整防疫措施的科学性、合理性和中国当前的国内疫情形势。但令人遗憾的是,少数国家罔顾科学事实和本国疫情实际,仍执意针对中国采取歧视性入境限制措施,对此中方坚决反对,并采取对等措施。
针对近期少数国家对中国公民实施歧视性入境限制措施,国家移民管理机构自1月11日起,对韩国、日本公民暂停签发口岸签证,暂停韩国、日本公民来华实行72/144小时过境免签政策。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)