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)
官方部署:重点加强务工人员返岗运输保障******
中新网2月2日电 据“交通运输部”公众号消息,近日,国务院应对新型冠状病毒感染疫情联防联控机制春运工作专班印发通知,就务工流、学生流返岗返校等运输服务保障工作作出进一步部署。
一、进一步强化客流组织保障
(一)切实加强旅客运输组织。各地要加强春运后半程客流研判,统筹综合运输资源,强化运力保障,合理安排班次,充分满足群众返程需要。要加强城乡交通运力与铁路列车、道路水路客运班线、民航班机等信息共享和衔接,提升疏运能力,畅通群众出行“最后一公里”。要加大农村运输服务保障力度,通过开通赶集班、春耕班、开展预约响应服务等方式,最大程度满足农村群众赶集、农忙等出行需求。
(二)重点加强务工人员返岗运输保障。各地要加强务工人员返岗情况摸排,通过加密客运班次、增开定制客运线路、强化城乡客运衔接等方式,提升务工人员返岗运输服务保障能力。对于目的地集中、具有一定规模的,可开展上门售票服务;具备条件的,可提供包车、专列(包车厢)、包机等“点对点、一站式”运输服务,切实保障务工人员安全便捷返岗。鼓励各地通过政府购买服务、补贴部分包车费用等方式,降低务工人员出行成本。
(三)切实加强学生返校运输保障。各地要按照“分期分批、错时错峰”的原则,稳妥有序做好高校学生返校运输服务保障工作。高校集中的地区要针对可能出现的学生短时间内集中抵达的情况,加强运力调度,通过开行校园专线、大站快车、区间车、延长运营时间等方式,及时疏解学生大客流。对于出行需求集中、出行距离适中的学生群体,可提供家门到校门的包车直达服务。
(四)持续加强自驾人员出行服务保障。各地要加强区域路网、重点水域运行动态监测,多渠道及时发布路网、客滚航线运行信息,动态更新发布拥堵缓行路段、客滚航线信息,引导自驾人员合理选择出行时间和出行线路。要加强高速公路服务区运营保障,强化服务区加油、充电、用餐、如厕等基本服务管理,确保商品供应充足、环境卫生可靠、服务便捷高效。
二、进一步加强交通物流保通保畅
(五)持续做好医疗物资运输服务保障。各地要加强属地重点医疗物资保供企业、重点物流企业跟踪监测,强化运输组织和运力调度,持续做好医疗物资运输保障工作。要指导属地骨干物流运输企业与医疗物资生产经营企业、流通企业建立长期合作关系,保障物资调拨、运输、流通等环节高效畅通运转,维护医疗物资产业链供应链安全稳定。要充分发挥各级物流保通保畅工作机制作用,建立部门间常态化对接渠道,建立健全疫情防控新阶段保障医疗物资稳定可靠供应、安全高效运输的长效机制。
(六)扎实做好春耕备耕物资运输保障。各地要及时掌握种子、农药、化肥、农机等农业生产物资运输需求,统筹利用综合交通运输资源,加强调度指挥和运输组织,确保农业生产物资运输需求及时响应、物资及时运达。要指导重点货运物流企业强化农业生产物资运输保障,优先承运、优先装卸、优先运输。具备条件的地区可在高速公路出入口开通快速通道,全力保障农业生产物资运输车辆优先快速便捷通行。对于承运春耕化肥等重点农业生产物资的船舶要实施优先引航、优先过闸、优先锚泊、优先靠离泊措施,确保农资水路运输通畅。
三、进一步落实落细疫情防控措施
(七)精准落实疫情防控措施。各地要按照《2023年综合运输春运新型冠状病毒感染疫情防控指南》要求,严格做好客货运输场站、交通运输工具、高速公路服务区、收费站等清洁消毒、通风换气,强化客运场站进站口、售票窗口、安检通道、检票口等重点部位客流组织引导,积极推广无接触式作业,最大程度减少疫情传播风险。要加强防疫宣传,引导公众提高防护意识,加强个人防护,理性错峰出行。
(八)持续加强从业人员防护。各地要督促交通运输从业人员上岗期间规范佩戴口罩、做好手部卫生,离岗后加强个人防护,倡导实行“两点一线”管理。优先保障交通运输一线从业人员防疫物资供应及疫苗加强接种,加强重点客运枢纽和在途时间较长的列车、客船退热等药品配备。坚持和完善关键岗位轮岗备岗制度,保障工作有效接续,确保春运期间重点枢纽场站不关停、重要运输通道和线路服务不中断、重点物资运输不断链。
四、进一步加强服务保障
(九)着力强化路网运行保障。各地要完善部省站三级调度、区域协调、路警联动等工作机制,坚持“一事一协调”,及时发现、快速处置路网阻断堵塞情况,持续做好疏堵保畅。要加强部门间信息协同,加强路网运行研判、气象灾害预警,组织有关部门做好极端天气下的交通管控,备齐应急抢通力量,提高应急处置水平。
(十)着力提升旅客出行体验。各地要进一步强化客流组织,优化服务举措,积极开展人工售票、协助候乘等适老化便民服务,联网售票、电子客票等无接触服务,定制客运、联程运输等“门到门”服务。要畅通12328交通运输服务监督热线,高效做好接听转办工作,解答公众咨询,对旅客反映的问题即报即查、即转即办,及时回应社会关切,坚决杜绝矛盾积累。
(十一)着力加强春运宣传。各地要聚焦综合运输整体优势和各运输方式比较优势,做好出行资讯服务,推介便民利民举措,分阶段、分主题、全方位开展春运宣传引导。要聚焦一线从业人员、志愿者,进一步挖掘和宣传春运典型做法和生动事迹,讲好春运故事。
五、进一步强化安全应急保障
(十二)持续做好安全隐患排查整治。各地要对春运安全检查发现的问题隐患开展“回头看”,确保整改到位,并举一反三,针对性完善安全监管措施,压实企业主体责任。要加强冰冻雨雪等恶劣天气预警,督促运输企业做足做细途经路线选择、动态监控、安全培训、安全设施检查等各项准备,遇极端天气存在重大运输安全隐患的,及时调整计划,坚决杜绝冒险运营。要严格落实客运安全告知制度,督促旅客乘车期间全程规范使用安全带,最大限度提高安全防护水平。
(十三)突出加强重点领域安全管理。各地要深刻汲取春运以来有关交通运输安全生产事故教训,清醒认识节后返程高峰、复工复产对客货运输安全的影响,扎实做好重点领域安全监管。针对重庆彭水“1·13”、云南玉溪“1·27”事故暴露出的包车异地违规经营问题,车籍地要加强旅游包车源头监管,旅客出发地要做好本地运力供给和服务保障。要加强危险化学品、烟花爆竹等各类危险品托运、承运、装卸、车辆运行等全链条安全管理,严厉打击非法托运、违规运输危险品行为。要督促相关运营单位加强重点客运枢纽场站、城市轨道交通车站客流疏导和安全管理。
(十四)着力加强安全执法监督。各地要以务工人员输出、输入集中的市县为重点,持续深化客运打非治违,保持安全监管高压态势。要充实重点客运枢纽场站、高速公路出入口、公路服务区等区域执法力量,针对性加强执法检查。要依托高速公路通行、联网联控等数据加强频繁出入本地的大中型客车排查,依法从严查处非法营运、脱离动态监控运营、违规异地运营、甩客倒客、客运包车未经备案擅自运行等违法行为。对本地查处的外地客车,及时通报车籍地强化源头管控和监测预警。
(十五)切实维护行业稳定。各地要强化底线思维,落实属地责任、部门责任,加强行业动态和舆情监测,有力有效排查、防范和化解道路货运、出租汽车、城市公共汽电车等领域稳定风险隐患,做到处理在早、在小、在散。要督促出租汽车、道路客货运输企业落实企业主体责任,督促交通运输新业态平台企业依法合规开展经营,保持运营规则稳定性,维护从业人员和消费者合法权益。
(十六)持续做好值班值守和信息报送。各省级春运工作专班要继续严格执行值班值守和领导带班制度,加强部门信息共享和协同联动,强化调度指挥协调,全面掌握本辖区内春运工作情况,妥善处置突发事件,及时报送相关信息。(中新财经)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)