点击右上角
微信好友
朋友圈
请使用浏览器分享功能进行分享
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）
美国航空系统一个月“崩溃”两次，暴露“巨大弱点”******
中新网1月12日电 据美国有线电视新闻网(CNN)报道，当地时间11日，美国联邦航空管理局(FAA)系统出现故障，一度暂停美国境内航班起飞。虽然后续解除暂停措施，但导致上万架次航班受到影响。
美媒报道称，这是美国航空系统一个月以来第二次“崩溃”，暴露出美国航空业系统老化、人员不足等重大问题。
2023年1月11日，美国联邦航空管理局(FAA)系统出现故障，一度暂停美国境内航班起飞。图为盐湖城国际机场的旅客。上万航班受影响，因一个数据库文件损坏？
据报道，11日早间，FAA宣布空中任务通知系统发生故障，并短暂停止美国境内航班起飞。当日9时左右，暂停起飞措施解除，但由于持续拥堵，航空公司继续推迟或取消航班。
CNN援引航班信息追踪网站FlightAware数据称，截至美国东部时间11日18时，已有9500多架次航班被延误，超过1300架次航班被取消。
白宫新闻秘书卡里娜•让-皮埃尔发表声明说，美国总统拜登已经听取关于空中任务通知系统出现故障的汇报，目前没有证据显示这是一次网络攻击。
FAA在11日晚间发布的声明中承认，初步调查发现故障是由“一个损坏的数据库文件”造成的，并表示将进一步彻查事故原因，并采取一切必要措施防止再次出现航班中断。
另据路透社报道，美国参议院商务委员会主席、民主党人坎特韦尔表示，该委员会将就此次计算机系统中断原因展开调查。坎特韦尔称，“公众需要一个有弹性的航空运输系统”。
一个月内两次，事故“不可原谅”
报道指出，此次大规模停飞是美国航空业在不到一个月内遭遇的第二次重大事故。
2022年底，因遭遇超强寒潮和系统老化等原因，美国西南航空一周内取消了近1.6万个航班，大量乘客受到影响，航空公司还在退款问题上与乘客僵持不下。
美国交通部长当时表示，西南航空大规模航班取消已经不是天气导致的事件，而是西南航空公司内部的“系统性失败”。
而在此次大规模停飞事故后，美国更是出现了不少要求航空系统升级的声音。
经历了两次停飞的旅客表示，“遇到天气问题很常见，但我从未经历过影响整个国家的大规模(航班)取消。”
美国旅游协会总裁和首席执行官弗里曼表示，“此次FAA灾难性的系统故障清楚地表明，美国的交通网络迫切需要重大升级。”
美国众议院交通和基础设施委员会主席格雷夫斯则称，这两次事故“不可原谅”，凸显了“美国航空运输系统的巨大弱点”。他认为，FAA人手严重短缺，“联邦航空局不是自动运行的——整个机构的各个职位上都需要有熟练、专注且固定的领导层，从局长办公室开始。”
CNN报道称，FAA目前在没有常任领导者的情况下运作。美国总统拜登提名的该组织负责人菲利普·华盛顿不但因有限的航空经验受到共和党人质疑，还曾在与洛杉矶政治腐败调查有关的搜查令中被提及。拜登近期再次提名此人，并表明了政府对他的支持。
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
1分快3地图 |
)