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)
推预制菜抢优质商品货源 零售企业花式争夺春节消费市场******
记者 桂小笋
随着春节临近,线下实体零售企业对于春节消费市场的争夺也渐入高潮,各方在商品采购、产品调整等环节发力,有些企业携手老字号推出预制菜产品,也有企业聚焦消费场景,还有企业提前布局“抢占”优质货源。
山姆会员店告诉《证券日报》记者,针对春节期间不同的消费场景,山姆会员店引入了丰富的礼盒商品,涵盖多元化场景,让消费者一站式购齐年货。同时,凭借高效运行模式等,让消费者直观感受到价格优势。例如,受全球供需变化影响,智利帝王蟹市场波动,为满足消费者需求,山姆会员店提前半年便锁定火地岛优质帝王蟹货源。“截至目前,礼盒类商品非常受欢迎,这是开发能力、供应链效率、一线门店呈现等环节共同努力的结果。”
此前,沃尔玛大卖场也公开表示,聚焦城市家庭消费场景,携手18家全国知名餐饮名店,推出“南北名店招牌菜”,提出“整席家宴解决方案”的新思路。
永辉超市相关人士对《证券日报》记者介绍,依托供应链优势与数字化建设,公司在2021年进军预制菜赛道,推出自有品牌“辉妈到家”。经过2年的发展,“辉妈到家”受到大量消费者青睐。近期,该品牌上新“辉宴系列”和“辉厨系列”,并推出了三十多款预制菜新品,加速预制菜品类布局。
“作为永辉超市旗下预制菜品牌,‘辉妈到家’依托于永辉在零售行业多年积累的市场经验和庞大客群,在产品开发前期大量调研了C端消费者的购买偏好。同时,依托永辉超市供应链优势,从销售终端深入到产业链源头,依托智能化冷链仓配,从生产到运输再到商超全程保鲜,实现产品的全链路管控。”永辉超市相关人士告诉《证券日报》记者。
有零售行业人士对《证券日报》记者表示,预制菜产品几乎成了行业的“必选项目”,既有联名合作,也有企业推出自有品牌产品。
广东省食品安全保障促进会副会长朱丹蓬对《证券日报》记者表示,预制菜市场潜力巨大,因此在过去一年多时间里,各类企业争相布局相关领域。
艾媒咨询CEO张毅对《证券日报》记者表示,零售企业开展预制菜业务有独特的优势,包括渠道优势和对消费者的触达能力。年夜饭是很好的消费场景,零售企业通过预制菜的方式占领消费者更多生活场景,也有利于提升用户黏性。
张毅向记者表示,看好预制菜产品在年夜饭市场的表现,随着消费场景进一步拓展,预制菜会有更广阔的市场空间。
“零售企业大力发展预制菜业务,争夺年夜饭市场份额,本质上是消费场景争夺战。品牌零售企业发展预制菜业务,优点在于食品安全、供应链有保障。”朱丹蓬对记者表示。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)