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)
意大利航天员引用的《兰亭集序》,竟有这么多故事!******
中新网北京10月14日电(记者 王诗尧)“仰观宇宙之大,俯察品类之盛,所以游目骋怀,足以极视听之娱,信可乐也”。中国著名书法家王羲之所著《兰亭集序》中一句描绘宇宙景观的古文,近日出现在意大利女航天员萨曼萨·克里斯托福雷蒂的社交媒体上,她在发布一组太空摄影作品时配上了上述文字。
没想到这篇帖文一经发布便受到国内外网友热议,并获中国外交部发言人点赞。跨越千年,《兰亭集序》的影响力丝毫未减,再度成为时下文化热点。
这位意大利女航天员此前接受采访的视频截图“天下第一行书”
《兰亭序》又名《兰亭集序》,是晋代书法家王羲之在会稽(今绍兴)撰写,全文28行,共计324字,被誉为“天下第一行书”。
东晋穆帝永和九年(公元353年)三月三日,会稽内史王羲之邀约谢安、孙绰等41名文人雅士和家族子弟相聚山阴之兰亭,大家一起饮酒赋诗、畅叙幽情。会上26人赋诗41首,并聚诗成集,为《兰亭集》,王羲之乘兴为他们书写序文手稿,曰《兰亭集序》。
资料图为唐·冯承素(传)摹兰亭序帖卷。向一鹏 摄据说次日王羲之酒醒之后发现自己写得甚好,只是有几个字不满意,又复书序文十余遍,始终不得其妙。于是他涂改了几字,留下这篇被历代书界奉为极品的《兰亭集序》。
《兰亭集序》全文没有一个字写法相同,仅一个“之”字就有二十余种写法。明代书画家董其昌曾在《画禅室随笔》中写道:“右军《兰亭序》,章法为古今第一,其字皆为映带而生,或小或大,随手所如,皆入法则,所以为神品也。”
资料图:位于绍兴的兰亭书法博物馆 项菁 摄真迹下落不明 曾被唐太宗重金悬赏
然而,就是这件被誉为“贵越群品,古今莫二”的书法极品,真迹至今下落不明,流传作品皆为临摹之作。
其实,王羲之成为千古留名的“书圣”,与历代帝王对他的推崇离不开关系。而他的头号粉丝,就是唐太宗李世民。
唐代《徐氏法书记》记载:“太宗於右军之书,特留睿赏,贞观初下诏购求,殆尽遗逸”。彼时刚当上皇帝的唐太宗,就已经急不可待地筹划要把王羲之的全部作品买回来,可是最为著名的《兰亭集序》却怎么都找不到,于是命人到处搜集,并重金悬赏。
资料图:王羲之墓 项菁 摄早在《兰亭集序》写成之后,王羲之就把它视作传家宝,坚持不肯卖给别人,并命令子孙将其代代相传。令人惋惜的是,《兰亭集序》传到第七代的时候,王家的世孙智永出家为僧,没有后代,最后只好将《兰亭集序》的真迹传给了他的弟子辩才。
唐太宗获悉《兰亭集序》在辨才和尚手里,就命令监察御史萧翼去“智取”。萧翼到寺庙以后,和辩才和尚谈天论地,二人十分投机。辩才以为遇上知音,有一天“碰巧”谈论到王羲之的书法作品时,他难掩激动之情就把藏于屋梁洞内的真迹拿了出来,萧翼趁其不备偷走了它,转呈给唐太宗。
曾被众多名家临摹仿写入选教材背诵推荐篇目
据史料记载,唐太宗死后,根据他的遗愿,《兰亭集序》也随他一起下葬。不过,对于《兰亭集序》的真实下落史学界仍说法不一,千百年来谁也不知道它最终去向何方。
现在人们可以欣赏到的《兰亭集序》,都是唐代以后的摹本,其中“神龙本”《兰亭集序》是最著名的版本之一。该版本因卷首有唐中宗李显神龙年号小印,故而得名,学界一度认为是唐代书法家冯承素临摹,也有人认为是褚遂良所摹,一直争议不断。
宋拓神龙兰亭序。图片来源:故宫博物院官网古往今来,《兰亭集序》曾被众多名家临摹、仿写,故宫博物院就有数十个版本的藏品,供世人参观、欣赏。普通高中课程标准实验教科书中,《兰亭集序》入选为“古诗文背诵推荐篇目”,相信许多人的学生时代都背诵过这篇旷世杰作。
面对浩瀚宇宙与时间长河时,人类或许只是渺小的一粒尘埃。但优秀文化的魅力却可以跨越时空限制,让不同年代、不同地域、不同背景的人,从中感受到属于自己的思想脉动。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |