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)
特斯拉降价,小鹏跟了******
特斯拉自砍“一刀”挑起价格战后,外界将目光对准“蔚小理”。理想明确“不跟”,蔚来按兵不动,此前被销量逼到墙角的小鹏“跟了”。1月17日,小鹏汽车启动新年新价格体系,下调旗下G3i、P5和P7三款车型售价,最大降幅达3.6万元。由于“国补”退出、原材料价格上涨,今年初不少车企选择涨价。尽管特斯拉大幅降价,但多数车企选择观望。业内人士认为,硬刚特斯拉的同时,小鹏汽车正处架构调整期,此前低迷的销量也刚站回万辆线以上,此时需要一张降价牌稳定销量表现。
特斯拉的降价牌局,理想汽车扣牌“不跟”,小鹏加码跟进。
小鹏汽车发布公告称,1月17日14:00起,启动G3i、P5、P7的新年新价格体系。具体来看,小鹏G3i售价调整为14.89万-17.69万元,P5售价调整为15.69万-20.29万元,P7售价调整为20.99万-24.99万元。北京商报记者对比调整前后的价格发现,小鹏G3i、P5、P7三款车的售价整体降幅为2万-3.6万元。
据了解,特斯拉降价后,小鹏汽车成为继AITO问界第二家跟降的车企。首创证券研报称,特斯拉Model 3降价后价格区间为23万-33万元,预计将与原本处于该价位的比亚迪海豹、零跑C01和小鹏P7等车型直接竞争;Model Y降价后价格区间为26万-36万元,预计将加剧与蔚来ET5、极氪001、比亚迪唐EV、问界M5等车型的竞争。
事实上,特斯拉降价对市场的刺激效果立竿见影。有消息称,特斯拉降价3天内便收获3万张订单。“特斯拉降价后订单暴增,对部分车企同价位车型造成一定压力。”中国汽车流通协会专家委员会成员颜景辉表示,部分车企为保住市场份额会选择跟进。面对特斯拉掀起的价格战,本次小鹏汽车降价前,AITO问界已率先官降。其中,问界M5 EV售价下调2.88万-3万元,起售价为25.98万元,问界M7下调3万元,起售价降至28.98万元。
值得关注的是,特斯拉官降后曾引发老车主不满,因此AITO问界和小鹏汽车调价时均对老车主进行回馈。“调价公告发布前一年内订购G3i、P5、P7的首任车主,我们将同步予以新春回馈。”小鹏汽车相关人士表示。北京商报记者了解到,新春回馈包括整车质保延长至10年/20万公里(首任车主置换本品新车时,可再次享受同等质保)以及赠送四年基础保养。然而,该回馈依然引发热议。一部分网友认为:“相比特斯拉,小鹏汽车还是记得之前买车的用户,至少还有一点点补偿。”但另一部分网友却不买账:“这点补偿根本没有诚意,之前就已经购买终身质保的怎么办?不如送点积分或者免费充电。”
事实上,此次小鹏汽车选择硬刚特斯拉,外界认为与其近期的销量下滑不无关系。
去年,小鹏汽车过得并不如意,不仅经历最低月销不足6000辆的低谷,造车新势力销冠位置也易主哪吒汽车。此外,小鹏汽车推出的第四款车型——G9,发布后遭遇车型配置混乱、售价不合理等风波,随后小鹏汽车对其进行产品配置组合重构,调整之后叠加增加各类权益。
遭遇销量“滑铁卢”,小鹏汽车开启调整模式。此前,有消息称,小鹏汽车董事长兼CEO何小鹏曾连续多天主持公司管理层会议,并宣布全面组织架构调整。同时,何小鹏公开表示:“我本人将更多聚焦于小鹏汽车的战略、产品规划和研发,推动组织的变革和升级,并大幅减少个人在生态企业的直接参与度。小鹏汽车联合创始人、总裁夏珩也将辞去董事会的执行董事职务,工作精力更加聚焦于产品。”
不仅如此,小鹏汽车近日接连传出高管加盟——前长城汽车总裁王凤英、前吉利系高管易寒或将加入小鹏汽车。小鹏汽车方面表示,自去年下半年启动全面组织调整,目前已初见成效。
值得一提的是,经历去年10月和11月两个交付低迷期,去年12月小鹏汽车的交付量初见起色,重新回到1万辆以上的水平。“面对产品问题、交付量下滑,小鹏汽车正试图重新对企业全面梳理,包括引入传统车企有经验的管理人士等,就是为了解决眼下的难题。”业内人士认为,一方面向内动刀,另一方面稳定市场销量,虽然蔚来汽车和理想汽车均未调价,但对小鹏汽车来说,此时打出降价牌就是为保住市场份额,平稳度过调整期。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)