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)
揭秘:是谁在联合国气候大会上为中国谈判?******
揭秘:谁在为中国谈判?
毫无悬念,联合国气候大会又拖堂了。
计划12月13日闭幕的本届大会,这会儿仍在西班牙马德里进行中。
谁在为中国谈判?为国谈判需要什么素质?
风光背后,代表们真实的谈判生活又是如何?
亲历马德里气候大会,中新社国是直通车为你揭秘今年的中国代表团。
年轻的联合战队
据国是直通车获悉,本届气候大会中国代表团成员超60人,核心谈判代表不到30人,“80后”是“主力军”,平均年龄不到35岁。
这些谈判人员的专业覆盖广泛,包括环境科学、大气物理、国际政治等等,真正专业谈判的出身较少。
代表团成员来自五湖四海。
开小会研究案文。中新社记者 夏宾 摄
既有生态环境部、外交部、财政部、交通部、科技部等各大部委的代表;也有清华大学和国家气候战略中心等高校和研究机构的精兵强将。
用中国代表团团长、生态环境部副部长赵英民话说,“我们的谈判团队非常优秀"。
在他看来,这是一支以年轻人为主,朝气蓬勃的团队。"跟谈判对手一比,基本都差个10岁左右。但是水平一点不低,专业能力非常高,而且特别能战斗。”
谈判代表必备素质
赵英民对国是直通车表示,作为中国气候谈判代表,必须具备至少如下四种素质。
——有爱国心。为国家利益而谈判。这是核心。
——有大局观。熟悉国际政治,坚持人类命运共同体理念。
——有专业能力。多边场合形势瞬息万变,必须在第一时间作出快速反应,最大程度维护国家利益。
——有坚强的意志和健康的体魄。
据国是直通车观察,赵英民团长刚抵达马德里便投入多边谈判和双面斡旋,期间严重感冒,但日程表上满满当当的安排,一个都没有耽误。在日程的间隙,他还经常穿插着会见NGO、记者等与会人士。
赵英民和媒体交流 马扬尘摄
"作为一个谈判者,最重要的是要有坚强的意志,有抗压能力。"中国代表团副团长、外交部气候变化谈判特别代表孙劲也认为,意志力是关键。
他说,在各种情况之下,对实现目标永远要保持积极的心态,永远不能放弃你要实现的目标。
跟时间赛跑
“虽然马德里是一个美丽的城市,但是谈判代表从抵达的第一天到现在基本上都是两点一线、起早贪黑,每天进入会场最早的可能就是中国代表团,离开会场最晚的,也是中国代表团。”孙劲说。
《联合国气候变化框架公约》缔约方大会涉及近200个缔约方。多边机制的一个重要特征,就是所有缔约方达成一致。诉求的多元差异,导致谈判进程极其艰难,加时赛已经成了气候大会的家常便饭。
事实上,对于每一位谈判代表来说,大会期间的每一天都在加班,白天黑夜无缝衔接,一天恨不得掰成两天用。
“80后”代表高翔,是复旦大学博士(视频中男士)。
他今年有着双重任务,一个是作为《巴黎协定》透明度议题的联合主持人,另一个是“77国集团加中国”在周期性审评议题上的集团协调员。
今年是高翔连续第11年参加气候谈判。
“每天能睡三个小时就不错了,但是第二天还是缓不过来,因为从头到尾都在开会,没有时间让你缓过来,不敢开小差。”
高翔告诉中新社国是直通车,他早上一般有三个闹钟,6点一刻响一次,是提醒自己别睡过,6点45响一次,是提醒自己下楼吃饭,7点半响一次,是提醒自己出发去会场。
谈到深夜,代表睡在中国代表团办公室。受访者供图去年的卡托维兹气候大会,因所住的地方离会场很远,为了能够把时间用在“刀刃”上,谈判人员经常会选择直接住在会场里。
“谈判会很晚很晚,就真的睡在会场,代表团很贴心地准备了睡袋。”高翔说。
在耶鲁大学拿了环境管理硕士学位的王田(视频中女士),从2012年开始加入中国气候谈判代表团。
回忆起去年卡托维茨大会,她告诉了国是直通车一个故事:因公约秘书处希望可以经常与时任中国代表团团长、气候变化事务特别代表解振华进行交流,所以特意为他准备一间离会场特别近的房间,但解振华自己并没有住,而是把房卡留在了中国代表团办公室,谁走得晚,谁就拿房卡去住。
“解主任最让我感动的,不止是把房间留给我们,还跟我们一起坐班车去会场,这样大家就尝试了在班车上开晨会,拿着导游用的大喇叭跟大家沟通情况。”王田说,这么做,无非是为了让大家多睡会儿。
跟时间的赛跑,绝不仅于此。
每次气候大会的谈判,王田最苦恼的事情是“不敢喝水”。“因为不能上厕所,一谈谈三个小时,走也不敢走。”
吃饭这事儿,经常是个"事儿"。
王田说:“有一天早上我们9点开始开会,开到下午2点,有其他国家的谈判代表说不行了,太饿了,然后主持人给了15分钟时间去吃饭,我就赶紧去找三明治和苹果,然后回来接着谈。”
2014年利马气候大会上,跟时间的战斗则让高翔“哭着”谈判。
“开夜会到晚上,晚到什么时候呢,就是我的隐形眼镜已经干得受不了了。开始不由自主地流眼泪,轮到我发言的时候,我就闭着眼睛,边流眼泪边说。”
谈判贯穿全年
没参加气候谈判前,生态环境部气候司处长陈志华眼镜的度数才100度左右,当了12年的气候谈判老兵,度数变成了400多度。
“熬夜、看材料,用眼过度视力就变差了。”
他告诉国是直通车,气候谈判不是仅仅发生在每年两个星期时间的气候大会上,更多的工作是在大会之外,进行运筹和谋划的,而且这样的磋商极为频繁。
中国代表团例行晨会 中新社记者 夏宾 摄
基本上在2011年以后,他所在的处室每年涉及气候谈判的内容有30趟左右的出访任务,有双边的也有多边的。
“气候大会之外,不是在准备去谈判筹备出访的各种手续各种材料,就是在回来做总结和汇报。”陈志华说,经常往外跑,陪家人的时间很少。
为了去年卡托维兹气候大会能取得成果,高翔的邮箱在大会召开前的10月份发生过“刷屏”事件。
“那个时候真的不可想象,因为我们要出案文,我跟美国的主持人和秘书处要沟通,邮箱20分钟就刷新了满满一屏。”
王田说:“其实我们的谈判生活是贯彻了全年的,最后能在气候大会上达成一些成果都是在事前已经做了大量工作。”
"我以他们为骄傲!"
随着中国经济实力的提升和国际地位的增强,中国在气候谈判中的领导力和贡献亦在加大。
中国代表团发言现场 玉田 摄
“整个中国代表团在逐步成长,特别是我们现在有很多年轻人担任议题的协调员,在整个谈判进程中发挥的作用比较大,一方面是中国整个影响力提升的结果,这也跟他们自己的专业素养分不开。”
中国代表团副团长、生态环境部气候司司长李高对国是直通车表示,以中国谈判代表的年龄来说,他们的业务水平已经达到了很高的水平。
在今年气候大会,李高让谈判代表们“放手去做两件事情”:一是学习怎么发挥对谈判进程和议题设置的引导作用;另一个是在透明度问题上打一仗。
效果怎么样?
高翔透露,出于维护议题进展的平衡,为了照顾发展中国家关切的问题,如长期资金适应的问题、评审的问题,中国在大会全会上对发达国家拦住而无法推动的议题提出了抗议和反对意见,“我们在那个时候没有妥协。”
“我觉得还是取得了非常好的效果。”李高说,很多发展中国家对中国表示祝贺。"从我们的角度来讲,这个团队很好地发挥了敢于斗争的精神,而且是有理有据、以理服人。"
高翔给国是直通车展示了他获得的一个意外的表彰: 巴勒斯坦外长签发的一封感谢信。
巴勒斯坦是今年七十七国集团加中国的主席,"我作为集团在周期性审评议题上的协调员,对团结发展中国家共同战斗发挥了作用,巴勒斯坦外长签发了一个写着我名字的感谢信"。
气候大会谈判现场 段茂盛 摄
“应该说在今年的谈判当中,中国代表团团队也在会场会外都引起了各方的高度的评价。”孙劲表示,中国在展现大国地位,展现大国的积极形象,同时维护发展中国家的利益,在一些重要的场合和重要的谈判当中,敢于并且善于发挥引导和领导的作用。
在某些议程上,中国也给了一些发达国家非常好的警示。就是说,中国在维护发展中国家核心关切、核心利益问题上是坚定不移的,而且中国有决心也有能力实现自身的目标。
“我非常想对这个团队说,我以他们为骄傲!”李高说。
夏宾
(文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |