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)
打破多项纪录!我国汽车产销总量14年稳居全球第一******
中新网1月12日电(中新财经 葛成) “面对需求收缩、供给冲击、预期转弱三重压力,汽车行业克服了诸多不利因素冲击。全年汽车产销稳中有增,主要经济指标持续向好,展现出强大的发展韧性,为稳定工业经济增长起到重要作用。”中国汽车工业协会副秘书长陈士华12日在月度信息发布会上表示。
陈士华认为,随着相关配套政策措施的实施,将会进一步激发市场主体和消费活力,加之芯片供应短缺等问题有望得到较大缓解。2023年汽车市场将继续呈现稳中向好发展态势,呈现3%左右增长。
1月12日,中汽协副秘书长陈士华在月度信息发布会上公布2022年中国汽车产销相关数据。 中汽协供图汽车产销总量14年稳居全球第一
中汽协数据显示,2022年,中国汽车产销分别完成2702.1万辆和2686.4万辆,同比分别增长3.4%和2.1%。与2021年相比,产量增速持平,销量增速下降1.7个百分点。我国汽车产销总量已经连续14年稳居全球第一。
陈士华表示,2022年,尽管受疫情散发频发、芯片结构性短缺、动力电池原材料价格高位运行、局部地缘政治冲突等诸多不利因素冲击,但在购置税减半等一系列稳增长、促消费政策的有效拉动下,在全行业企业共同努力下,中国汽车市场在逆境下整体复苏向好,实现正增长,展现出强大的发展韧性。
数据来源:中国汽车工业协会。新能源汽车再破纪录!持续爆发式增长
当下,我国新能源汽车逐步进入全面市场化拓展期,迎来新的发展和增长阶段。
中汽协数据显示,2022年,新能源汽车持续爆发式增长,再度打破之前产销纪录。当年产销分别完成705.8万辆和688.7万辆,同比分别增长96.9%和93.4%,市场占有率达到25.6%,高于上年12.1个百分点。
其中,纯电动汽车销量536.5万辆,同比增长81.6%;插电式混动汽车销量151.8万辆,同比增长1.5倍。
陈士华认为,在政策和市场的双重作用下,我国新能源汽车近两年来高速发展,连续8年位居全球第一。2022年,受疫情影响较大的4月份同比增速仍超四成,随后也快速恢复至高位。
数据来源:中国汽车工业协会。乘用车市场连续八年超2000万辆
在国内强大的消费市场促进下,我国乘用车市场已经连续八年超过2000万辆。陈士华表示,乘用车市场正呈现“传统燃油车高端化、新能源车全面化”的发展特征。
中汽协数据显示,2022年,乘用车产销分别完成2383.6万辆和2356.3万辆,同比分别增长11.2%和9.5%,增幅高于行业均超过7个百分点。
陈士华表示,2022年,虽受到芯片短缺和疫情蔓延等因素的影响,但得益于购置税优惠和新能源快速增长,国内乘用车市场销量呈“U型反转,涨幅明显”特点。自2020年以来,实现连续正增长。
资料图:广州港集团商品汽车出口。 广州港集团供图汽车出口创新纪录!突破300万辆
继2021年中国汽车出口全年总量突破200万辆后,2022年,中国汽车出口保持连续增长势头,再度创造新纪录。
中汽协数据显示,2022年中国汽车出口突破300万辆,达到311.1万辆,同比增长54.4%,有效拉动行业整体增长。
分车型看,乘用车出口252.9万辆,同比增长56.7%;商用车出口58.2万辆,同比增长44.9%。新能源汽车出口67.9万辆,同比增长1.2倍。
近两年,中国汽车出口为何能打破之前在百万辆左右徘徊的局面,迎来爆发式增长?
陈士华分析称,由于海外供给不足和中国车企出口竞争力的大幅增强,我国汽车产品国际市场的地位在2021年的基础之上进一步得到巩固,实现了跨越式突破。
从趋势上看,自主品牌在三电技术和智能驾驶相关领域逐步建立起竞争优势,国内份额提升,出口呈加快增长趋势;2022年,整车出口前十企业中,从增速上来看,吉利出口19.8万辆,同比增长72.4%;奇瑞出口45.2万辆,同比增长67.7%。(完)
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