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◎本報記者 頡滿斌

  超镄新核素鐒-251不單是近20年來科研人員初度直接分化的鐒的新同位素,也是迄古為止分化的中子數N為148的最重同中子同位素。鐒-251保存α衰變性,可以噴射出兩個不合能量的α粒子。

  超重元素的分化及其機關鑽研是今後簿本核物理鑽研的一個首要前沿範圍。鐒是可供分化並進行鑽研的一種超镄元素,激發了人們極大年夜的興趣。

  即日,科研人員把持好邦阿貢國家測驗考試室充氣譜儀(AGFA)成功分化了超镄新核素鐒-251。相關功能頒布於核物理教範圍期刊《物理攻訐C》。

  此次分化鐒的新同位素,利用了什麼技術體例?分化取得的鐒-251,保存什麼根底特色?分化的鐒-251對物理、化教等教科的鑽研來說保存什麼意義?針對上述成就,記者采訪了那一工作的重要完成人之一,中邦科學院近代物理鑽研所副鑽研員黃天衡。

  沒有竭進行試探,再次分化鐒同位素

  鐒的化教標識表記標幟為Lr,簿本序數為103,是第11個超鈾元素,也是末端一個錒係元素。“通俗來說,簿本序數大年夜於鐒的元素被稱為超重元素。”黃天衡介紹。

  量子數沒有同而中子數不合的同一元素的不合核素互稱為同位素。同一種元素的同位素正正在化教元素周期中中占有同一個位置,同位素這個名詞也是以而得名。

  103號元素由阿伯特·凶奧索等科研人員於1961年頭次分化。為紀念著名物理教家歐內斯特·勞倫斯,103號元素被命名為鐒。錒係元素是元素周期中ⅢB族中原子序數為89—103的15種化教元素的統稱,其中,鐒元素正正在錒係元素中排名末端。

  遏製目前,科研人員們共分化了鐒的14個同位素,品德數分袂為251—262、264、266。目前分化的鐒的14個同位素中,鐒-251至鐒-262是正正在測驗考試中經過進程熔開反應直接分化的,鐒-264戰鐒-266則是將簿本序數更下的核素經過進程衰變生成的。

  目前,鐒的化教鑽研中最常操縱的同位素是鐒-256戰鐒-260。科研人員經過進程化教測驗考試證實鐒為鑥的較重同係物,保存+3氧化態,可以被回類為元素周期中第七周期中的尾個過渡金屬元素。由於鐒的電子組態與鑥實在沒有沒有同,鐒正正在元素周期中中的位置大要比預期的更保存波動性。正正在核機關鑽研圓裏,受限於分化截裏等啟事,目前的鑽研僅會集正正在鐒-255上。可是即使是鐒-255,其機關能級的指認目前也借存有爭議。

  經過進程熔開反應,組成新的簿本核

  鐒戰別的簿本序數大年夜於100的超镄元素不異,出法經過過程當中子捕獲生成。目前鐒隻可正正在重離子加速器中經過進程熔開反應分化。由於簿本核皆保存正電荷而會相互排出,是以,隻需當兩個簿本核的距離充沛近的時候,強核力才華打敗上述排出並發生熔開。粒子束需要經過進程重離子加速器進行加速。正正在轟擊行動靶的簿本核時,粒子束的速度必須充沛大年夜,以打敗簿本核之間的排出力。

  “僅僅靠得充沛近,借不夠以使兩個簿本核發生熔開。兩個簿本核更大要會正正在極短的時辰內發生裂變,而非組成伶仃的簿本核。”黃天衡介紹,如果那兩個簿本核正正在相互靠近的時候沒有發生裂變,而是熔開組成了一個新的簿本核,此時新產生的簿本核便會處於非常不穩定的激發態。為了達到更穩定的形狀,新產生的簿本核大要會直接裂變,或放出少量帶有激發能量的粒子,從而產生穩定的簿本核。

  正正在此次測驗考試中,科研人員把持好邦阿貢國家測驗考試室ATLAS弧線加速器供應的鈦-50束流轟擊鉈-203靶,經過進程熔開反應分化了目標核鐒-251。這個新的簿本核產生後,會戰別的反應產物一起被傳輸去充氣譜儀(AGFA)中。正正在充氣譜儀(AGFA)中,鐒-251會被電磁別離進來,並注出去半導體探測器中。探測器會對這個新簿本核注進的位置、能量戰時辰進行標識外記標幟。

  “如果這個簿本核接上來又發生了一係列衰變,那些衰變的位置、能量戰時辰將再次被記錄上來,直至產生了一個已知的簿本核。該簿本核可以由其所發生的衰變的特定特色來識別。”黃天衡講。依照這個已知的簿本核戰之前所經驗的係列延續衰變的曆程,科研人員可以分辨注進探測器的本初產物是什麼。

  超镄新核素鐒-251不單是近20年來科研人員初度直接分化的鐒的新同位素,也是迄古為止分化的中子數N為148的最重同中子同位素(保存沒有同中子數的核素),還是把持充氣譜儀(AGFA)分化的尾個新核素。目前的測驗考試功效剖明,鐒-251保存α衰變性,可以噴射出兩個不合能量的α粒子。

  拓展新的範圍,敦促超重核現實鑽研

  由於形變,幾多抉擇超重核穩定島位置的關鍵軌講能級會下落去量子數Z約等於100、中子數N約等於152核區的費米裏周圍。對那一核區的譜教鑽研可以對現有描述穩定島的每一個現實模型進行殘酷反省, 從而進一步體會超重核穩定島的相關性質。由於上述啟事,對那一核區的譜教鑽研是當下試探超重核機關性質的搶手課題。

  此前的現實模型均出法切確天描述那一核區鐒的量子能級演化,相關的測驗考試數據很是無窮。“本次測驗考試的初衷為把鐒的機關鑽研進一步拓展去豐量子區,考試測驗睜開係統性的鑽研。”黃天衡表示。

  鑽研功效剖明,組成超重核穩定島的關鍵量子能級正正在鐒的豐量子同位素中保留能級反轉現象。別的,鑽研人員借經過進程推轉殼模型下粒子數守恒體例(PNC-CSM)較晴天描述了那一現象,並指出了ε_6形變正正在那一核區的量子能級演化中起去的首要傳染感動。

  “此次鑽研指出了ε_6形變正正在鐒的豐量子核區的量子能級演化中起去的首要的傳染感動,對現少許現實鑽研提出了新的搬弄,將敦促超重核範圍相關現實鑽研的發展。”黃天衡講。 【編輯:王禹】

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