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)
河南开封:“六个重大”淬炼年轻干部 实践锻炼再谱“开封篇章”******
央广网开封12月29日消息(记者 彭华 通讯员 廖峰李启军)经风雨、见世面、壮筋骨、长才干……新时代对年轻干部的选拔培养越发注重“德行”与“能力”,迈上新征程,为了更好地培养年轻干部,践行“勇做时代高质量发展开路先锋”的使命,开封市委提出把抓实重大任务、重大事项、重大民生、重大项目、重大改革、重大创新“六个重大”作为推进高质量发展的主攻方向,把选派年轻干部服务发展一线作为实现高质量发展的重要保障,探索出了一条推进事业发展与培养识别干部有机融合、一体推进的年轻干部成长新路径,谱写了年轻干部培养的“开封篇章”。
益海嘉里项目服务专员张军超组织项目施工单位召开疫情防控闭环管理部署会(央广网发 开封市委组织部 供图)
2021年4月,开封市委正式启动年轻干部“六个重大”实践锻炼工作,在全市范围内筛选出50家龙头企业、50家双高企业、50家专精特新培育企业和50家重点帮扶企业,从市级领导分包的“三个一批”项目中,选取50个签约项目、50个开工项目、50个投产项目,分配给从基层中选派出的100名朝气富有活力的“六个重大”实践锻炼小组年轻干部,使这些年轻干部走进企业、走进项目,以实际行动解决企业、项目和群众急难愁盼的问题。在实践锻炼过程中,年轻干部们还担负着企业党建指导员、项目服务专员、巡察专员、督导专员、信访专员“五大员”职责,指导企业党建工作,宣传惠企政策,协调具体问题,监督营商环境。
吴元斐带领企业负责人推介企业新品——真皮学生鞋(央广网发 开封市委组织部 供图)
“驻企期间,解决企业遇到的问题,就是对我们年轻人的提升和锻炼,我们分析问题成因、寻找问题核心、梳理解决思路、执行解决方案,看到问题解决后,企业更加有信心地投入经营发展中,作为年轻人,我们也更加有信心做好今后的工作”12月28日,到帮扶企业沟通问题解决进度的开封市委“六个重大”实践锻炼小组成员吴元斐说。
在他的帮扶下,开封当地一家皮革企业多年未解决的问题得到了很好的解决,企业负责人陈海霞坦言:“吴元斐平均一周来我们这里4、5次,调研、摸排问题、告诉我们问题的解决进度。在他的多方奔走和协调下,我们面临的难题、问题一个个被解决,打从心里更加认可现在这些年轻的党员干部!”
开封市“六个重大”实践锻炼工作开展以来,企业对年轻干部的赞誉不绝于耳。据悉,截至目前,100名年轻干部累计指导企业新建党组织47个,党组织覆盖率达到93%,新发展预备党员163人;服务分包项目累计完成投资652.3亿元,新开工项目84个,实际开工建设项目83个,开工率98.8%;应竣工项目45个,实际竣工项目31个,竣工率68.9%,“三个一批”综合成绩在河南省连续两次排名第一;协助解决企业问题726个,提供法律、政策信息1183次,全市固定资产投资增速、企业问题解决率均居全省第4。
与以往年轻干部实践锻炼工作相比,开封市委“六个重大”实践锻炼具有规模大、导向明、方式新、职责实的特点。经过层层把关,全市首批共确定100名年轻干部参与“六个重大”实践锻炼,人数历年最多。在选派过程中,把“最讲政治、最敢担当、最能干成事、群众最公认、人岗最相适”作为考察识别年轻干部的“黄金五条”,明确提出理想信念坚定优先选、工作实绩突出优先选、敢担当善作为优先选、有基层工作经历优先选,纸上谈兵型不选、不担当不作为不选、缺乏创新意识不选“四选三不选”原则,除明确报名人员职级须为正科级、年龄须为39岁以下、学历须为本科及以上外,加大从各个领域、各条战线、各个行业调配干部力度,将报名人员身份放宽至市直机关、市直事业单位、市管高校中在编在岗的公务员(含参公)或具有干部身份的工作人员,破除阻碍干部交流的“玻璃门”“旋转门”,真正让有潜力的干部选得上、作风实的干部出得来。
为做好“传帮带”,由开封市委书记担任组长,市委常委、组织部部长担任常务副组长的“六个重大”实践锻炼领导小组第一时间成立“六个重大”实践锻炼临时党委和临时党支部,所有选派人员进行集中办公,实践锻炼人员分组编入相应的党支部,选择统筹能力强、沟通协调能力强的成员担任各支部班长、副班长,确保年轻干部“长得快”“墩得实”。为使每名年轻干部在实践锻炼中职责清晰,开封市委为每名选派干部明确具体服务的项目、分包的企业,促进参加实践锻炼的年轻干部能够提升干部党务工作、经济管理和社会治理水平。