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)
中国GDP,突破121万亿元!******
文/陈溯
121万亿元!国家统计局17日公布2022年中国经济年报,中国全年经济总量首次超过121万亿元。
过去一年,面对风高浪急的国际环境和艰巨繁重的国内改革发展稳定任务,中国经济应对超预期因素冲击,发展质量稳步提升。第一时间扫描这份成绩单,有多个数据值得关注。
经济总量超过121万亿元
初步核算,全年国内生产总值 1210207 亿元,按不变价格计算,比上年增长3.0%。分产业看,第一产业增加值 88345 亿元比上年增长 4.1%;第二产业增加值 483164 亿元,增长 3.8%;第三产业增加值 638698 亿元,增长 2.3%。分季度看,一季度国内生产总值同比增长 4.8%,二季度增长 0.4%,三季度增长 3.9%,四季度增长 2.9%。从环比看,四季度国内生产总值与三季度持平。
国家发改委副主任赵辰昕近期接受媒体采访时表示,这样的成绩是在中国经济总量连续两年超过百万亿元的高基数上取得的,是在复杂严峻的国内外环境下取得的,是在战胜一个又一个困难挑战下取得的。综合经济增长、居民就业、物价水平等指标看,中国经济在全球主要经济体中的表现非常突出。
中央财经委员会办公室分管日常工作的副主任韩文秀撰文指出,2022年中国经济增长速度与预期目标存在差距,但其他多项指标较好完成,一些面向未来的结构性指标有突出表现。
韩文秀认为,中国经济韧性强、潜力大、活力足,长期向好的基本面没有变,资源要素条件可支撑。综合研判,2023年世界经济增速可能明显下滑,而中国经济有望总体回升,形成一个独立的向上运行轨迹。
人口总量近14.12亿人
2022年末全国人口 (包括 31 个省、自治区、直辖市和现役军人的人口,不包括居住在 31 个省、自治区、直辖市的港澳台居民和外籍人员 ) 141175万人,比上年末减少85万人。
全年出生人口956万人,人口出生率为6.77‰;死亡人口1041万人,人口死亡率为 7.37‰;人口自然增长率为-0.60‰。
从性别构成看,男性人口 72206 万人,女性人口 68969 万人,总人口性别比为104.69 (以女性为100)。
从年龄构成看,16-59岁的劳动年龄人口87556万人,占全国人口的比重为62.0%;60岁及以上人口28004万人,占全国人口的 19.8%,其中 65 岁及以上人口20978万人,占全国人口的 14.9%。
从城乡构成看,城镇常住人口92071万人,比上年末增加646万人; 乡村常住人口 49104万人,减少731 万人;城镇人口占全国人口比重 (城镇化率)为65.22%,比上年末提高0.50个百分点。
联合国早些时候发布预测称,印度人口数量将在2023年4月中旬超过中国,成为全球第一人口大国。人口红利意味着劳动力资源丰富和成本优势,中国需要为此担心吗?
南开大学经济学院教授、南开大学老龄社会治理战略研究中心主任原新此前接受中新社国是直通车采访时说,即便未来失去“第一人口大国”地位,中国仍具备强大优势:
第一,在人口相对减少的条件下,中国依然是一个人口大国,能够通过自身的调节盘活国内国际两个市场。
第二,中国劳动力规模依然庞大。虽然劳动力的数量在减少,但依然庞大的规模使中国预留了开发人口红利的人口机会。尽管当前中国老龄化不断加深,但低龄老龄人口(60~69岁)约占老年人口半数以上,这有利于开启长寿人口机会的窗口。
第三,中国正从人力资源大国向人力资本大国转型。人力资本是经济增长的引擎,而且是动力更加持久强劲的引擎。近年来,人口平均预期寿命提高、健康状况得到改善、教育发展突飞猛进……这些变化为整体人力资本的提升创造了非常好的条件。
全年城镇新增就业1206万人
2022年,中国全年城镇新增就业1206万人,超额完成1100万人的全年目标任务。12月份全国城镇调查失业率平均值为5.5%。12月份,全国城镇调查失业率为 5.5%,比上月下降0.2个百分点。
面对经济增速放缓、疫情多发散发、外部环境复杂多变等多重因素冲击,就业局势能够保持总体稳定,成绩来之极为不易。
人力资源和社会保障部部长王晓萍接受媒体采访时提到,稳就业保就业得益于经济恢复的基础效应。高效统筹疫情防控和经济社会发展成效持续显现,稳经济一揽子政策和接续措施落地见效,经济保持恢复态势,产业持续升级发展,为就业增长提供坚实支撑。
稳就业政策的对冲效应亦不可忽视。王晓萍提到,官方减负稳岗政策力度加大,截至2022年11月底,共阶段性缓缴养老、失业、工伤三项社会保险费1162亿元,发放失业保险稳岗返还和留工培训补助资金743亿元,发放就业补助资金903亿元,全力支持市场主体稳定岗位。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)