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5分pk102023-01-31 16:05

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)

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万亩高山草场冬景壮美 “中国慢城”文旅产业深度融合发展******

  中新网宁德1月11日电 (马启晨)深冬季节,福建省宁德市柘荣县的鸳鸯草场上,万亩天然草场犹如金色海洋,微风吹拂,金黄“波浪”荡漾;周边山峰巍峨挺拔,低矮草山绵延起伏,壮阔美景尽收眼底。

鸳鸯草场连绵起伏,如翠绿丝绸。 袁镔 摄鸳鸯草场连绵起伏,如翠绿丝绸。 袁镔 摄

  “冬日的景色也特别好,很壮观!”趁着周末假期,来自宁德市区的刘女士带着家人自驾到鸳鸯草场一睹草场冬日风姿,“之前都是夏天的时候来游玩,没想到冬季的风景也这么美。”

鸳鸯草场绿草绵延。 袁镔 摄鸳鸯草场绿草绵延。 袁镔 摄

  走进鸳鸯草场,碧空澄净如洗,散落在草场各处的“网红”打卡地、星空露营区、精灵驿站等星罗棋布,构成了一幅五彩斑斓的美丽画卷。作为南方最大的万亩高山草场,鸳鸯草场被誉为“南方呼伦贝尔”,平均海拔1000多米,相继建成玻璃滑道、精灵驿站、儿童嬉趣区、文化景观长廊、观光轨道小火车、游客服务中心酒店等项目,吸引大批游客观光体验、打卡拍照。

  2021年10月以来,柘荣县启动创建鸳鸯草场国家AAAA级景区工作,进一步改善环境面貌、提升功能设施、提高服务质量、完善制度措施。2022年12月29日,柘荣鸳鸯草场景区获批为国家4A级旅游景区,这也是柘荣首个国家4A级景区。

深冬季节的鸳鸯草场荡漾着金黄的“波浪”。 柘荣县东源乡 供图深冬季节的鸳鸯草场荡漾着金黄的“波浪”。 柘荣县东源乡 供图

  柘荣县文体和旅游局党组书记、局长林发余表示,未来鸳鸯草场景区将充分发挥国家4A级景区的示范带动作用,吸引更多客流,稳步推进柘荣文旅深度融合发展,满足游客从“景点旅游”到“全域旅游”的体验式转变,提升全域旅游发展活力,助推“中国慢城”建设。

  坐落在北纬27度的柘荣县,是福建省首个“中国长寿之乡”,旅游资源丰富,风景名胜众多,先后荣膺“中国十佳生态养生旅游福地”“首批最美生态旅游目的地”“首批十佳健康养生旅游目的地”等称号。

柘荣县城郊乡靴岭尾村倾力打造“中国剪纸第一村”。 马筱璐 摄柘荣县城郊乡靴岭尾村倾力打造“中国剪纸第一村”。 马筱璐 摄

  近年来,柘荣县以创建省级全域生态旅游示范县暨“中国慢城”建设为引领,做大做强“中国慢城、长寿柘荣”旅游品牌,并制定了系列实施方案及发展规划,加快文旅产业深度融合发展。目前,该县已培育出13个金牌旅游村,全域旅游“一城三区”(即“中国慢城”和茶药康养区、文化风情区、生态乐游区)雏形初显。

  该县城郊乡靴岭尾村倾力打造“中国剪纸第一村”,建成剪纸展示馆、剪纸主题立面改造、剪纸主题乐园等;富溪镇建设商贸历史文化特色街区的“大众茶馆”、手工作坊;楮坪乡洪坑村打造“烽火·西竹岔”红色旅游基地,集纪念、教育、旅游、休闲、观光、娱乐为一体的现代红色旅游热地,并推出“烽火·西竹岔”红色文创品牌。

柘荣县乍洋乡溪口村百福广场。 柘荣县乍洋乡 供图柘荣县乍洋乡溪口村百福广场。 柘荣县乍洋乡 供图

  一个个金牌旅游村犹如雨后春笋般涌现,柘荣乡村旅游及全域旅游焕发新活力。当地官方表示,2022年柘荣全年预计接待游客223万人次,同比增长15%,国内旅游收入16.5亿元,同比增长16.7%。

  柘荣县还依托独特的“福文化”资源,深入挖掘“福”文化品牌内涵,实施柘里有福“福”文化赋能工程,将“福”文化与全域旅游、文旅产业融合,增添全域旅游新动能。

第四届中国·柘荣马仙信俗文化旅游节,歌舞《采茶舞曲》。 柘荣县融媒体中心 供图第四届中国·柘荣马仙信俗文化旅游节,歌舞《采茶舞曲》。 柘荣县融媒体中心 供图

  该县精心策划“福”文化精品线路,推出主题鲜明、丰富多元的“祈福”“寻福”文化旅游线路,开启愉悦的“福气之旅”,开展马仙信俗文化旅游节、游氏仙姑祈福文化节等活动,吸引众多游客参与,带动“福”文化传播;依托乡镇特色“福”乡俗文化,建设“福”文化主题公园等,为村民提供一个休闲景观、文化体验、康体娱乐为一体的公共空间。

  林发余表示,将大力发展“福”文化,赋能文旅产业发展,进一步增强游客感知柘荣独特“福”文化魅力的同时,为做大做强做优文旅经济注入了新的活力。(完)

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