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)
天津煎饼馃子:豆粉“画”饼落蛋香******
中新社天津1月3日电 题:天津煎饼馃子:豆粉“画”饼落蛋香
作者 王君妍 王在御
凛冬的天津晨光熹微,一个简单的招牌“九河张记”挂在街边老房子青砖墙上,阵阵香味随着热气从老房中飘来。
早上来一套煎饼馃子,和附近的街坊邻居聊聊天,已成“卫嘴子”丁大爷几十年的习惯。“您要想吃最正宗的天津小吃,那还得是煎饼馃子,尤其是街边旮旯的老店铺,几十年了还是这个老味儿。”
九河下梢天津卫,因河而兴,自明代1404年正式筑城至今已有618年的历史。锅巴菜、卷圈、炸糕……被网友称为“碳水天堂”的天津,“早点”异常丰富,其中最具代表性的还得是“煎饼馃子”。
据天津民俗专家、专栏作家由国庆介绍,煎饼馃子的由来与天津古老的码头文化密切相关。“老天津卫是河海商埠大码头,搬运工、买卖人较多,一手卷个吃食,一边忙活也不耽误,煎饼馃子也就成了因需而来的快餐。”
“正不正宗,得食客说了算。”话音未落,“九河张记”的张建明师傅便舀一勺绿豆面到铁板,手腕轻轻一转,几秒钟便摊好一张煎饼。磕一个鸡蛋摊匀,辅以面酱、豆腐乳、葱花等,铺上馃子或馃箅(bì)儿(薄脆),用铲子轻巧折叠,一套煎饼馃子几分钟内便新鲜出炉,热气腾腾的焦香味驱散了空气中的寒意。
摊煎饼看似简单,其中讲究却不少。“就得用纯绿豆面,绿豆还得是现磨的,铁板的温度必须达到210℃左右,手速也要快,摊出来的煎饼才能又香又脆,还糊不了。”张师傅天津话说得“溜”,手上的活儿更“溜”,不一会又摊好了一套。
随后,张师傅从灶台下拿出了一个小瓶,展示他的“独家秘方”——自制调味料。“每家煎饼馃子味道都不太一样,秘密都在小瓶儿里。谈不上啥秘方,但每家都有点儿差别。”张师傅称,各家煎饼馃子味道都有所不同,食客吃惯了一个口味之后,就会觉得别人家做的“不正宗”,但其实这种对细微差别的喜厌,正是大家童年时留下的味觉回忆,久而久之便成为家门口的煎饼馃子“最正宗”。
天津姑娘张榕已在加拿大留学六年。她回国的第一件事,就是吃一套煎饼馃子,以解乡愁。不仅如此,在每次出国之前,张榕也会在家门口买一套煎饼馃子带着在赶飞机的路上吃,她说,只有家门口的煎饼馃子,才是属于童年的回忆。
“现在我们生产的‘家庭版DIY煎饼馃子’今年已经出口到澳大利亚,让身处异国他乡的食客足不出户便可亲手制作家乡的美食。”天津煎饼馃子协会会长宋冠鸣拿起一盒家庭版煎饼馃子说道,“别看这个小盒子不大,绿豆面、馃箅碎及甜面酱等调料应有尽有,就连摊煎饼专用的竹制煎饼刮子也预备上了,可谓‘麻雀虽小,五脏俱全’”。
很多远离家乡的天津人,走在外地的街头巷尾,看到店铺菜单上种类繁多的“煎饼套餐”,不由得会认为那是“异端”美食。唯有回到家门口,一大早买上一套刚出炉的煎饼馃子,边吃边走在熟悉的市井街道上,看行人漫步,听车水马龙,得空儿与街坊聊几句,末了再来口热豆浆,以这样的方式打开一天的生活,可能才算得上是正宗天津卫。
也许味觉就是乡愁,无论海外游子还是离乡旅人,即便口音变了,但对故乡煎饼馃子的回忆,依然烙在心中。这种遍布街头巷尾的民间小吃承载的尽是家乡的情结,好似一片光落在浮世一隅,让烟火气照亮了游子归途路。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)