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)
地方两会密集点题促消费 今年消费有望明显好转******
本报记者 孟 珂
见习记者 韩 昱
近段时间,地方两会密集召开。多地在政府工作报告中将促消费列为2023年重点工作。
接受《证券日报》记者采访的多位专家表示,在海外主要经济体经济下行风险加大的情况下,2023年我国经济稳健增长将更多依靠内需驱动,其中消费将起到至关重要的作用。随着各地密集部署促消费相关举措,2023年我国消费有望出现明显好转。
多地拼经济
重点“瞄准”促消费
2022年12月份召开的中央经济工作会议提出,要把恢复和扩大消费摆在优先位置。增强消费能力,改善消费条件,创新消费场景。多渠道增加城乡居民收入,支持住房改善、新能源汽车、养老服务等消费。
近期多地将恢复和扩大消费列为2023年工作重点,并作出了具体的工作安排。
例如,安徽芜湖市在2023年政府工作报告中提出重点做好八个方面工作,其中提及要“促进消费持续回暖。增强消费对经济发展的基础性作用,多措并举提升居民收入和消费能力”,并提出要“通过推动供给创新培育消费新增长点,促进聚集性、接触性消费加快恢复。做活线上消费平台,建设新型消费网络节点,网络零售额实现700亿元,增长14%”。
山东济南市在2023年政府工作报告中提出,要“促进消费恢复扩大。积极对标建设国际消费中心城市,着力提高省会消费能级和吸引力”“保持汽车、家电等大宗消费稳定增长”,并提出要“新引进知名首店、品牌店、旗舰店50家以上,促进‘老字号’创新发展”。
星图金融研究院高级研究员付一夫对《证券日报》记者表示,从宏观经济视角来看,当前随着海外主要经济体经济衰退风险加剧,我国出口亦有所承压,此时需要政策端快速释放内需空间,以强化经济增长动力,消费的重要性进一步凸显。
“消费作为最终需求,是畅通国内大循环的关键环节和重要引擎,对经济具有持久拉动力,事关保障和改善民生。”中国国际经济交流中心经济研究部副部长刘向东在接受《证券日报》记者采访时表示,当前各地把恢复和扩大消费摆在优先位置,将有助于更好统筹供给侧结构性改革和扩大内需,使消费潜力充分释放出来,发挥消费对经济循环的牵引带动作用。与此同时,扩大消费还能帮助增加居民收入,提振市场信心,引导经济进入正反馈的良性循环,切实发挥出消费支出对经济增长的基础性支撑作用。
提高居民收入
恢复消费需求
业内人士认为,2022年我国消费市场总体表现较为疲弱。国家统计局数据显示,2022年11月份,社会消费品零售总额38615亿元,同比下降5.9%;2022年1月份至11月份,社会消费品零售总额399190亿元,同比下降0.1%。
在民生银行首席经济学家温彬看来,此前制约消费恢复的因素主要是线下消费场景受限、居民消费能力减弱以及居民消费意愿低迷。不过随着疫情防控措施持续优化,消费场景不断修复,线下接触性、聚集性消费将会逐渐恢复。同时,在稳增长政策支持下,经济将实现温和复苏,带动就业扩大和居民收入增加,从而增强居民消费能力和消费意愿。
刘向东表示,要增强消费能力,改善消费条件,创新消费场景,就要多渠道增加居民收入,提升居民消费能力和意愿,稳定和优化多样化的消费场景。比如,可以加快高速公路(含服务区)、国省干线、农村公路,特别是旅游公路沿线充电基础设施布局建设,支持居民社区、小区等停车场安装充电桩,发挥充电基础设施的网络效应,吸引更多消费者购置新能源汽车。出台新一轮汽车、家电下乡和“以旧换新”补贴政策,引导居民加快汽车、家电等大宗消费品的更新换代。
事实上,不少地方政府已在相关方面部署了具体措施。比如,1月3日,河南省发布《大力提振市场信心促进经济稳定向好政策措施》,提出鼓励各地出台促进汽车消费的惠民政策,将购车补贴政策延续至2023年3月底,对在省内新购汽车按购车价格的5%给予消费者补贴,最高不超过10000元/台,省、市级财政各补贴一半;鼓励各地对智能电子产品和家用电器产品消费进行补贴或开展以旧换新促销活动,将省财政对各地实际财政补贴支出按不超过30%给予奖补政策延续至2023年3月底。
在付一夫看来,恢复消费需求,要从提高居民收入着手,从而达到提振信心的作用。需要继续切实推动就业市场稳定,以确保居民有稳定的收入来源。同时,可以继续为中小微企业纾困解难,缓解市场主体的经营压力,继而稳定就业岗位。
“还可以考虑针对特定行业发放消费券,有利于在降低消费者消费成本、增加消费意愿的同时,带动行业回暖。”付一夫进一步表示。(证券日报)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)