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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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这个特别的日子普京单膝跪地,致辞释放三大讯息******

  中新网2月3日电 (记者 孟湘君)纪念碑前敬献花圈并默哀,音乐会上发表致辞,会见爱国与青年组织代表……

  日前,以这样的方式,俄罗斯总统普京表达了对斯大林格勒保卫战胜利80周年的纪念。

  距普京下令俄军对乌克兰展开特别军事行动满一年,只有20多天了。在这样一个战争历史和现实考验交织的特殊时刻,普京的一举一动,自然让西方媒体高度关注。它们希望搞清楚,普京究竟释放了一些什么样的重要讯息。

  

当地时间2月2日,普京在伏尔加格勒马马耶夫库尔干纪念馆,为苏联元帅崔可夫献花。

  第一个讯息:不要忘了历史教训

  2023年2月2日,普京前往曾经的斯大林格勒,追忆战争岁月。那里在20世纪60年代,更名为伏尔加格勒。

  伏尔加格勒的马马耶夫山岗上,矗立着“祖国之母”巨型雕像,陈设着有长明火的荣军殿。普京步入荣军殿献花,并默哀一分钟,缅怀当年的阵亡将士。

  其后,普京前往斯大林格勒战役主力战将崔可夫墓前,单膝跪地,献上鲜花。

  

俄罗斯伏尔加格勒马马耶夫高地上被点亮的“祖国之母”巨型雕像。

  “我们在此庆祝我国乃至全世界历史上一个最具决定性的重要日子。”

  “80年前,在斯大林格勒这片土地上,在伟大的俄罗斯伏尔加河河畔,万恶、无情的敌人被永远赶了回去。”

  “漫长、艰苦、激烈的斯大林格勒保卫战”已经结束。

  在纪念斯大林格勒保卫战胜利80周年音乐会上,普京的致辞,勾起了俄民众对当年那场残酷战役的回忆。

  

资料图:克里姆林宫墙附近的无名烈士墓。

  1942年7月17日开始,次年2月2日结束的斯大林格勒战役,是苏联军队在约10万平方公里区域内与德国法西斯的激烈交战,双方数百万人陆续参战,以苏联获胜告终。

  这场战役,因规模、持续时间和参与人数等,被评为二战期间最大战役之一,伤亡人数也创下纪录。俄罗斯卫星通讯社统计显示,纳粹德国损失约150 万人,苏联方面损失约113万人。路透社评价,这是二战“最血腥的战役之一”。

  “普京在提醒世界,不要忘了战争残酷的过往”,评论指出,这是他发出的一个讯息,意在提醒和告诫西方一些人,二战的教训应一直被铭记下去。

  第二个讯息:不怕西方援乌,俄有后手

  不过,引起更多关注的,是普京的另一番话。他在致辞中特别指出,“这件事难以置信,却是事实——我们再次受到带十字的德国豹式坦克的威胁”。

  

资料图:德国“豹II”主战坦克。

  他将此举形容为“现代面目的纳粹主义”,并进一步指出,有人“正将德国拖入新一场与俄罗斯的战争”,“我们一次次被迫击退西方集体的入侵。”

  十字标记、德国坦克、纳粹主义……普京点明的这些元素有何含义,以及推动德国松口向乌提供进攻性武器的是谁,再清楚不过了。

  1月25日,德国政府宣布,决定为乌克兰组建两个坦克营,第一阶段从联邦国防军库存中,抽调14辆豹2A6坦克交予乌方。

  

俄一架图-95MS轰炸机前摆放着14枚导弹。图片来源:俄罗斯国防部

  对于西方国家对乌供武问题,普京的态度早已摆在桌面上。俄外长拉夫罗夫指出,任何包含乌武器的物资,都将成为俄方“合法打击目标”。普京此次就强烈警告称,“我们有能拿来回应的,事情不是用上装甲车就能结束的”。

  至于拿什么来回应,普京没有明说。但无疑,这是在向西方国家隔空喊话:你们的意图我清楚;事情还没结束;俄罗斯还有后手。总之,“走着瞧”。

  俄国家杜马主席沃洛金则更直白地放话称,德国派出与俄作战的坦克将面临和80年前德国法西斯坦克一样的命运,那就是被烧毁。

  

资料图:乌克兰切尔尼夫,一名男子在一辆被毁的坦克旁骑车。

  德国联邦国防军退役中校罗斯也对俄卫星通讯社分析,德国对乌克兰这种供武举动,是为保持乌军作战能力和士气“不会彻底崩溃”。

  因为其一,耗时间。

  罗斯指出,按北约标准训练坦克手操作坦克,至少需一年,坦克本身要按应对乌战事条件的准备交付,也需时间。

  其二,数量少。

  这一批德国供应的坦克数量为14辆,罗斯不认为用区区14辆坦克,就能扭转战事局面。

  其三,耗资源。

  他表示,考虑到俄空军正有目的地销毁乌能源基础设施,而德国“豹式坦克消耗的燃料不少,乌军将“遇到麻烦”。

  何况,俄军在带自动制导、侦察无人机的反坦克导弹系统帮助下,很容易将德国坦克作为目标瞄准。

  罗斯反问道:“除心理影响外,目前的(坦克)交付还能带来什么样的战术价值?”

  第三个讯息:新的有生力量、新的动向

  在斯大林格勒保卫战胜利80周年纪念日之际,普京还会见了俄罗斯社会爱国与青年组织代表,并发表讲话。

    当地时间2月11日,俄罗斯喀琅施塔得,军事历史俱乐部成员重演斯大林格勒战役。图片来源:东方IC 版权作品 请勿转载

  “需要生活在当下并向前看,但是不了解过去就没有未来”,“没有过去记忆的人民不会有未来”,他对参与会见的代表们说道。

  普京同时表示,“所有这一切都是我们珍视的,发展和前进的基础”,“我们的首要任务是保护俄罗斯,为其继续发展和强大创造条件”。

  当年参与斯大林格勒战役的,不少是十多岁、二十多岁的年轻人,而一项全俄社会舆论研究中心的调查曾显示,超过30%的俄罗斯年轻人对这段沉痛的历史,知之甚少。

资料图:俄罗斯二战老兵亮相斯大林格勒保卫战纪念活动。

  有分析认为,普京选择在纪念日之际与爱国与青年组织会谈,一方面是表达历史需要当代青年加深认识和传承,一方面也是为俄在乌军事行动的大规模动员造势,培养新的有生力量以弥补战场损失。

  1月时,俄国家杜马国防委员会主席卡尔塔波罗夫曾表示,该国2023年春季征兵时,可能将年龄条件放宽至30岁以下。

  按乌防长列兹尼科夫的说法,俄方已动员多达“50万名士兵”,尝试在2月24日对乌行动满一年之际,发动“新的重大攻势”。

  列兹尼科夫称,莫斯科准备以此“纪念”俄在乌开展特别军事行动满一年。而俄方并未置评。至于新“攻势”何时到来,乌克兰局势会不会就此迎来重大转折,或许不久就能知晓。(完)

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