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家彩网2023-09-08

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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【寻味中华】大竹醪糟:新酿初熟好待客******

  中新社达州1月17日电 题:大竹醪糟:新酿初熟好待客

  中新社记者 贺劭清 张浪

  灶中柴火劈啪作响,铁锅热气蒸腾直上,于鼎沸的红糖水中打下土鸡蛋,舀上满满两大勺雪白醪糟,待蛋清刚刚凝固便起锅捞出……在“中国醪糟之都”四川大竹,甜蜜、火热的中国年,通常由一碗红糖醪糟流心蛋率先烫暖。

1月初,四川达州,泸定地震中受伤的“泄洪英雄”甘宇吃着奶奶做的醪糟鸡蛋。中新社记者 张浪 摄

  “一颗曲子三斤米,两勺醪糟一个蛋,简单得很,养人得很。”2022年“9·5”泸定地震中受伤的“泄洪英雄”甘宇近来在老家大竹养伤,就没少吃醪糟土鸡蛋,已经“胖回来了”。

  虽然随着现代工业发展,人们很方便就能在楼下商超买到各类醪糟产品,但老一代大竹人仍保留了岁末自己酿醪糟的习俗。这和灌香肠、熏腊肉一样,是迎接新年的“必修课”。

1月初,四川达州,工作人员在制作用于酿造大竹东柳醪糟的米曲。中新社记者 张浪 摄

  甘宇的奶奶廖代书特意赶在春节前熬制了一大罐土醪糟,希望孙儿恢复得更好。她说,这几天村里家家户户的老人都在蒸糯米、酿醪糟,“醪糟做好了,在外打工的幺儿就回来了”。

  谈及自己心心念念的“这一口甜”,甘宇很认真地告诉记者,醪糟在他心中是“四川农村过年待客最高礼节”,春节期间走人户(做客),一碗醪糟鸡蛋下肚,额头、后背都会渗出汗珠,暖身又暖心。

  醪糟古称醴酒,又名酒酿。它不仅是中国酿酒之源,还是一道经商周秦汉、历唐宋明清,至今仍活跃在餐桌的传统美食。农历春节期间,吃象征着团圆的醪糟汤圆、醪糟鸡蛋,是中国多地民间习俗。

1月初,四川达州,大竹东柳醪糟手工酿造工人将糯米装入坛。 中新社记者 张浪 摄

  临近春节,记者来到大竹县城,城内特色汤圆店随处可见,隔着四五米远便能闻到交织的糯米、红糖与醪糟醇香。“来一碗醪糟汤圆!”店内人声鼎沸,不时有食客发出“安逸”“巴适”的赞叹。

  “曲乃醴之骨,粮乃醴之肉,水乃醴之血。曲好骨正,粮好肉丰,水好血醇。”大竹东柳醪糟酿造技艺第二十代传承人唐祥华透露大竹醪糟醇甜酒香、爽口化渣的玄机。

1月初,四川达州,大竹东柳醪糟系列产品吸引消费者。中新社记者 张浪 摄

  在上千年的传承中,丁香、陈皮、桂皮、白蔻等上百种中草药与天然香料混合着米粉,成就了大竹东柳醪糟米曲的独特风味。优中选优的糯米在清冽山泉水的浸泡下晶莹剔透,以纱布沥出置入蒸笼,蒸至外韧里嫩后,自然冷却至稍有余温,才能拌入提前酵好的米曲粉末。

  唐祥华说,糯米装坛后,还要在中间掏出孔洞,便于米酒渗出,滋味更佳。静待一个对时(一整天),糯米便会发酵为色白汁清、团而不散的醪糟。刚酿好的醪糟,入口甜中带酸,让人欲罢不能。随着时间推移与温度变化,坛中醪糟每天都会变幻出不同风味,直至酒味盖过甜味。

1月初,四川达州,一箱箱大竹东柳醪糟产品从这里运往世界各地。 中新社记者 张浪 摄

  醪糟夏可解暑,冬能驱寒。在小吃甜品之外,醪糟亦可入火锅底料,助锅底辣而不燥:作发面酵母,为松软香甜的面点添上一层复合滋味;取代白酒腌菜,让泡菜酸辣之余略带回甘。在大竹,醪糟甚至化身宴席主角,当地一绝“醪糟宴”便囊括了醪糟肉、醪糟糯米圆子、醪糟红糖烧白等13道醪糟菜品。

  从历史深处走来的大竹醪糟,如今已远销加拿大、美国、日本、泰国、新加坡等20余个国家和地区。一辆辆加长大卡车载着糯米等原料驶进县城,又满载着一坛坛、一罐罐醪糟,将这座川东北小城酿就的“这一口甜”送到海内外家庭的餐桌上,添上一抹浓浓中国年味。(完)

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