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)
钱钟书杨绛印象记******
邓国治
说真的,那天跟着朋友去南沙沟,我的目的很明确,就是想采访一下钱钟书、杨绛夫妇。没想到,才得进门,钱老便先申明:“你们作为朋友来访,我这里当然欢迎;若是为的新闻采访,那么,恕不接待。”
我只好换掉了身份,从记者变成读者。其实,首先还是读者,正是读了二老的著作,才产生了想采访的愿望。
正好杨绛也在家。读过她的《干校六记》,脑子里先有了一个爽朗、幽默的印象,待得见面,却是位恬静、温柔的女学者。几十年风尘仆仆,她依然还是当年东吴大学文学院女生那种南国闺秀形象。钱老把我们介绍给老伴,随即笑说:“一听说记者,我先是吓一跳。后见他们来意甚善,这才没有用‘太极拳’的方式……”“太极拳”者,是指拳中的“推”式——拒而不纳也。
钱老说:“我不愿意宣传。我今年70多岁了,我只想抓紧时间,多做一点事。宣传,只能给我帮倒忙。《围城》出版后,报纸上一登,就平添了那么多来访的、来信的,向我要书……”
《围城》从1947年上海初版后,接着两年又印了两版,此后暌违30载,直到1980年才出了新的一版,印数13万册,几乎未出月就销光;新二版已于不久前印出。除了国内出版的,和香港有它的“盗印”本外,译成外文的,便有英、俄、日、德等国文字。《围城》影响可谓大矣。
杨绛抗战时期写过剧本,建国以后翻译过多种文字的外国文学名著,著名的《唐•吉诃德》、《吉尔•布拉斯》等都是她翻译的。近年来,开始转向写小说、散文,她诙谐地说:“这两年,眼睛花了,懒得看小字、查字典,所以就自己写点即兴文字——我这也是个偷懒的办法吧,实际上是不务正业!”——她在外国文学研究所工作。
这一“不务正业”,使我们看到了杨绛的许多新作。《干校六记》由三联书店出版了,人民文学出版社还将出版《杨绛小说散文选》。她的文字,情真意真,读来十分亲切;而那幽默诙谐的风格,又让人想到她所有翻译过的塞万提斯、勒萨日等人的文章。尽管钱老在他为《干校六记》所作的小引里说到“《浮生六记》——一部我很不喜欢的书。”《干校六记》还是让人想到了《浮生六记》,也想到了《项脊轩志》、《泷冈阡表》一类古代散文中的名篇。尽管时代不同,内容各别,但一个“真”字却是共同的,也是最能揪动人心的。看似身边琐事,细小,甚至是絮絮道来,但由于这一“真”字,就使你不但不觉琐细无聊,反而像置身其中,与主人翁共同欢乐,共同叹息,共同着急。我喜欢杨绛的文章,我想,最最主要的便在这个“真”字上。
“文如其人”,钱老夫妇待人接物,也同他们的文字一样——如果能够这么类比的话。虽是初次见面,但不大功夫,二老就同我们谈得很坦率,很真诚。听说我喜欢书画,还一次次地从书柜里取出外国朋友赠送的外文版中国画册,不厌其烦地一页页翻给我看,讲给我听。杨绛已逾古稀,比我年长整整一倍,而她对我们说话,就像同朋友一样,真切而随便,使你立刻摆脱了拘束。钱老也如是,说起近年来杂务缠身,以至有些读者来信顾不得细细作答时,他回身从书桌上翻出一封来信,指点着给我们看:“这是一个20年前就来过信的读者。喏,你们看,他这里还责备我,为什么20年前你的回信那样热情洋溢,现在却做不到了。他说这很让他失望……”
其实,这是错怪了钱老。人的精力、时间毕竟有限,且不说经过这20年下来钱老的身体不用秘书、助手,而近年来会议、头衔的有增无减,又要占去他大量有用的时间。钱老给我们看了一大堆各色各样的请柬,什么“吴敬梓研究会”、“水浒研究会”,还有许多的会议通知……他说:“现在我什么‘会’也不想参加,我只是想尽量多做一点工作,写一点东西。国外有好几处邀我去的,我也不想去,都婉谢了……”面对这几年来盛行的出洋“考察”风,和争头衔、排名次等等一系列的讲究,我感到,面前的这位老人是如此可敬!
而钱老治学广博与严谨,也的确令人肃然起敬!他是1937年英国牛津大学的副博士,精通多门外语——他只是自谦地说:“那时要考学位,除主攻一门外文外,还必须兼通两门外语。”意思这不过是环境使然罢了。而其实,精通外语到能写作的程度,这可不是一般的功夫就可达到的。尤为难得的是,他同时还精熟中国文学,包括深奥到诘屈聱牙的一些古代文史哲著作。中华书局出版的四部头的《管锥编》,就是他对《周易正义》、《毛诗正义》、《史记会注考证》、《老子王弼注》、《列子张湛注》等十多部历代有关著作与西洋文学哲学著作进行比较后的一些札记,里面有不少新的见解和有趣的比较。这里,十余部中国古代史专著与英、德、法、意、拉丁文5种外语的引文,不论是纵是横,都可以当得上洋洋大观的了。
而钱钟书先生,除了融汇古今,博通中外,他还写得一手好书法,有深厚的艺术修养。杨绛,则与其说是贤内助,不如说首先是同志,是志同道合的伴侣。
因为是“印象”,因为钱、杨二老的反对采访而使我在交谈中没有作一言半语的记载,所以,我只是想到哪里,写到哪里,也不一定说清了些什么,有些事实也未经核实。而且,最根本的还在于未曾征得二老的同意。但,心里有些印象,不写总觉得不舒坦——这也是文人的一种劣根性吧。姑存于此,且待骂声。
(1982年7月)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)