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)
刑侦题材剧拍出新意******
刑侦题材电视剧《狂飙》近日开播,该剧由于会集了大批实力戏骨,自官宣以来就备受关注。《狂飙》聚焦扫黑除恶,在《人民的名义》《沉默的真相》《扫黑风暴》等一系列影视剧对这一题材深度开掘之后,《狂飙》要如何突出重围,又要如何拍出新意?
记者 宋说
立体写实的群像
《狂飙》讲述了自2000年起,意气风发的刑警安欣(张译饰)与一直受欺负的鱼贩子高启强(张颂文饰)相识,而后随着高启强逐渐偏离正途,安欣意识到在京海市社会发展的背后,正是以高家兄弟为首的黑恶势力暗流汹涌,两人分道扬镳并展开了长达20年的正邪较量。2021年,在全国开展扫黑除恶常态化的背景下,中央督导组雷霆出击,安欣协同专案组彻查强盛集团有组织犯罪团伙及其背后的保护伞,最终京海市得以拨云见日。
《狂飙》前五集的重点笔墨都放在高启强的身上,讲述了他的“黑恶”成长史。高启强本是在菜市场卖鱼的鱼贩,父母双亡的他辛辛苦苦供养弟弟妹妹读书,却被混混敲诈欺凌,还被诬陷入室抢劫,在经历了这些意外事件后,他被卷进了与黑恶沾边的是非中,并逐渐迷失在“钱”与“权”中越陷越深,身份从一个鱼贩变成了当地涉黑组织的头目,甚至把他名下的强盛集团做成了京海市数一数二的企业。
除了安欣和高启强两个主要人物,剧中行事狠毒的黑社会头目徐江、老谋深算的泰叔、敏感多疑、头脑活络的高启盛等角色,也在短短几集中展现出了特色鲜明的人物性格和丰富的心理层次。《狂飙》中塑造的角色都有自己的情感和生活、欲望和动机,人物和剧情非常有看点。
《狂飙》的台词设计和镜头设计有很深的意味。面对省教育整顿驻点指导组的到来,京海市市委副书记、市长赵立冬说“顶多是一阵风”,京海市公安局常务副局长安长林说,“不会吧,这么大的霹雳应该会下大雨”,然后他转头问京海市市委常委孟德海,对方并没有说话,只是喝了一口水。短短一场戏充满隐喻和张力,为整部剧奠定了疑云重重、波诡云谲的基调。
深入的人性挖掘
大尺度加上悬疑和推理,《狂飙》将扫黑除恶题材讲述得非常“有猛料”,在拍摄手法上,《狂飙》的不少镜头语言都设计得很有深意,当高启强陷入误杀危机,坐上唐小龙兄弟的车逃跑时,镜头与逃逸的车反方向拉伸,隐喻着高启强等人已经走上了与人性和正义背道而驰的犯罪道路,导演以巧妙的拍摄手法让剧情在紧张刺激之外,还延伸出更多值得观众细细咀嚼、反复品味的深刻层面。
该剧主创表示,作为一部扫黑除恶题材剧,《狂飙》的立意不止于讲述一段精彩绝伦的黑白较量,而是更多地深入到对人性的挖掘和对现实的反思上。
与其他同类题材剧集不同,反派的“发家史”是《狂飙》的叙事重点之一。剧集的介绍里说,“该剧是黑恶势力崛起的编年史,细数了黑恶毒瘤非法生长的升级路;是扫黑除恶坚决斗争的回忆录,横跨了20年的时代变迁,展示了黑白较量与复杂人性。”《狂飙》在每集开篇都有一个特别的设计:以扫黑督导专员、省教育整顿驻点指导组组长徐忠的口吻独白,对调查过程进行反思。在不断追问之中,“公生明,廉生威。唯有执法者严守公正廉洁,才能立于不败之地,成为一柄永不生锈的钢刀”的答案,也在戏里戏外敲响了警钟。
近年来,扫黑除恶题材的影视作品佳作不断,这些剧集的剧情大多在精彩绝伦的黑白较量方面下足功夫,其中口碑和收视率比较高的爆款,还加入了不少对人性的深入挖掘,以及对现实的反思。比如《扫黑风暴》里孙红雷饰演的李成阳,他看起来无情却最有情,清醒而又混沌,纯真而又世俗,勇敢而又怯懦,他的矛盾使他不断充满着变化和动态发展,容纳了我们目之所及和想象中的最多人性特质。
(《齐鲁晚报》 2023年01月19日)