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)
扎实推进中国式现代化******
【深入学习宣传贯彻党的二十大精神】
作者:黄百炼(北京市习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心特约研究员、国家教育行政学院教授)
习近平总书记在党的二十大报告中指出:“中国式现代化,是中国共产党领导的社会主义现代化,既有各国现代化的共同特征,更有基于自己国情的中国特色。”这个“基于自己国情的中国特色”既有本质要求的中国特色又有实践路径的中国特色,体现出“全面性”“均衡性”和“共享性”的鲜明特质,是扎实推进中国式现代化必须牢牢把握的重点所在。其“全面性”表现在扎实推进中国式现代化要实现“五位一体”总体布局的统筹推进、物的全面丰富和人的全面发展、中华民族伟大复兴的全面推进等方面。其“均衡性”体现在物质文明、政治文明、精神文明、社会文明、生态文明的协调发展,城乡之间、发达地区与欠发达地区之间的均衡发展,人民对美好生活需要存在的不平衡不充分问题得到有效解决,人与自然的和谐共生等方面。其“共享性”体现在全体人民要走向更加扎实的共同富裕道路,同在蓝天下共同享受现代化建设的成果;发展全过程人民民主,在社会主义法治下平等充分地享有法律赋予的公民权利;坚持共建共享,合作共赢,推动构建人类命运共同体等方面。
扎实推进中国式现代化关系到中国式现代化建设的质量,关系到人民性能否得到充分的体现。因此,必须在坚持中国式现代化本质要求的基础上深刻把握其鲜明特质。
坚持党的全面领导,确保中国式现代化行稳致远。“万山磅礴,必有主峰。”党的领导是党和国家的根本所在、命脉所在,是全国各族人民的利益所系、命运所系。习近平总书记在党的二十大报告中指出:“从现在起,中国共产党的中心任务就是团结带领全国各族人民全面建成社会主义现代化强国、实现第二个百年奋斗目标,以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴。”这一重要宣示,凸显了“党的领导是党和国家事业不断发展的‘定海神针’”,为扎实推进中国式现代化提供了坚强的组织保障。
完整、准确、全面贯彻新发展理念。新发展理念是一个系统的理论体系,回答了关于发展的目的、动力、方式、路径等一系列理论和实践问题,阐明了我们党关于发展的政治立场、价值导向、发展模式、发展道路等重大政治问题,全党必须完整、准确、全面贯彻新发展理念。新发展理念是一个整体,无论是中央层面还是部门层面,无论是省级层面还是省以下各级层面,在贯彻落实中都要完整把握、准确理解、全面落实,把新发展理念贯彻落实到扎实推进中国式现代化实践全过程和各领域。我们要在党的集中统一领导下,充分发挥党总揽全局、协调各方的组织领导优势,不断提高党把方向、谋大局、定政策、促改革的能力和定力,牢牢把握扎实推进中国式现代化的战略主动权。
用高质量发展夯实中国式现代化的物质基础。党的二十大报告指出,“高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务。发展是党执政兴国的第一要务。没有坚实的物质技术基础,就不可能全面建成社会主义现代化强国”。中国式现代化所有问题的解决还是要依靠发展,不仅要有质的稳步提升还要有量的合理增长。我们要紧紧扭住扩大内需这个战略基点,牢牢坚持供给侧改革的战略方向,用好改革开放这个关键一招,激活高质量发展的存量,扩大高质量发展的增量,加快构建新发展格局,在社会主义物质基础不断雄厚的积累中,为充分体现中国式现代化“全面”“均衡”“共享”的鲜明特质创造更加充分的物质条件。
更加重视人的素质的培养和提高。人在推进中国式现代化建设中具有关键性的作用,现代化的本质是人的现代化,人的现代化的前提是人的全面发展,而人的全面发展又是走共同富裕道路的重要条件。马克思主义政党以实现人的自由全面发展和彻底解放全人类为己任,把人的自由全面发展作为社会主义事业的出发点和落脚点。我们要以更大的力度,更有效的举措,在扎实推进中国式现代化中致力于实现人的现代化。党的二十大报告以专章论述“实施科教兴国战略,强化现代化建设人才支撑”,这表明我们党更加重视教育优先发展、科技自立自强、人才引领驱动的极端重要性。要坚定不移推进教育优先发展战略,坚持以人民为中心发展教育,落实立德树人根本任务,培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人,大力促进教育公平和教育均衡发展,不断缩小群体性的能力差距,扎实推进中国式现代化目标的实现。
积极发展社会主义先进文化,努力营造有利于扎实推进中国式现代化的思想文化氛围。中国式现代化的实现要充分体现“全面性”“均衡性”和“共享性”的鲜明特质,还需要人的思想观念发生深刻变革。要通过建设具有强大凝聚力和引领力的社会主义意识形态,唱响主旋律,打好主动仗,塑造主流舆论新格局。用社会主义核心价值观铸魂育人,融入社会发展和日常生活。通过高效的宣传思想工作和思想政治工作,在全社会形成劳动致富、创造致富、勤劳致富、依法致富的良好氛围,坚决反对“等靠要”、绝对平均主义、投机取巧、坐享其成、一夜暴富等错误思想观念,严厉打击相关的违法犯罪行为,巩固团结奋斗的共同思想文化基础。
紧扣中国式现代化建设实际,正确回答时代和实践提出的重大问题。习近平总书记深刻指出:“当代中国正在经历人类历史上最为宏大而独特的实践创新,改革发展稳定任务之重、矛盾风险挑战之多、治国理政考验之大都前所未有,世界百年未有之大变局深刻变化前所未有,提出了大量亟待回答的理论和实践课题。”扎实推进中国式现代化,有大量的理论问题和实践问题需要解决。我们要在习近平新时代中国特色社会主义思想的科学指引下,立足世界之变、时代之变、历史之变,坚持与时俱进,不断推进理论创新,回答好诸如如何促进物质文明与精神文明相协调;如何全面推进乡村振兴,促进区域协调发展;如何加快义务教育优质均衡发展和城乡一体化;如何通过收入分配方式的改革既缩小收入分配差距又保持经济发展活力;如何在推动经济高质量发展的同时,促进人与自然的和谐共生;如何大力弘扬和平、发展、公平、正义、民主、自由的全人类共同价值,推动构建人类命运共同体等一系列重大课题,找到破解难题的具体路径。同时,要增强忧患意识,坚持底线思维,及时发现新问题、研究新情况、提出新思路,不断防范化解来自各方面的风险挑战,切实增强历史主动性。
牢记“三个务必”,始终保持勇毅前行的奋斗姿态。党的二十大报告提出了“三个务必”的重要论断,这是对扎实推进中国式现代化建设新征程上广大党员应该具备的精神状态和奋斗姿态提出的期望和要求。始终不忘初心、牢记使命,弘扬伟大建党精神,做到与人民同呼吸、共命运、心连心,坚持以人民为中心的根本政治立场,才能牢牢把握中国式现代化目标实现的正确方向。始终谦虚谨慎、艰苦奋斗,发扬我们党一以贯之的优良作风,保持战略清醒,才能以伟大的自我革命引领社会革命。始终敢于斗争、善于斗争,运用我们党百年奋斗取得成功的历史经验,增强全党全国各族人民的志气、骨气、底气,不信邪、不怕鬼、不怕压,知难而进、迎难而上,统筹发展和安全,全力战胜前进道路上各种困难和挑战,才能依靠顽强斗争打开事业发展新天地,迎来实现中华民族伟大复兴的光明前景。
《光明日报》( 2022年12月28日 06版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)