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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)

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东西问丨周剑:从北京冬奥会到卡塔尔世界杯,亚洲国家如何讲好体育故事?******

  2022年卡塔尔世界杯开幕在即,今年全球体坛又一盛会将在亚洲呈现。体育是超越文明和国界的人类共同语言,从北京冬奥会到卡塔尔世界杯,亚洲国家如何讲好全球体育故事?卡塔尔世界杯上有哪些中国元素?大型体育赛事如何促进人类文明交流互鉴?中新社“东西问”栏目就此独家专访中国驻卡塔尔大使周剑。

视频:【东西问】周剑:从北京冬奥会到卡塔尔世界杯,亚洲国家如何讲好体育故事?来源:中国新闻网

  现将访谈实录摘要如下:

  卡塔尔世界杯“中国元素”极为突出

  中新社记者:2022年卡塔尔世界杯是全世界球迷的盛大节日,您如何看待本次世界杯和其中体现的中国元素?

  周剑:卡塔尔世界杯上的中国元素和中国贡献极为突出。中国铁建承建的卢赛尔体育场成为卡塔尔地标性建筑,中国电建承建的太阳能光伏项目为世界杯源源不断地输送绿色能源,1500台宇通新能源客车为各国球迷提供高效绿色通行。产自中国的足球周边、饰品、纪念品装点了大街小巷,给卡塔尔披上一身节日盛装。

  引人注目的是,两只可爱的大熊猫在世界杯前抵达,成为增进中卡友谊的使者。可以说,中国元素为卡塔尔世界杯作出了重要贡献,加深了中卡两国人民之间的友谊,夯实了两国合作的民意基础,为中卡关系大发展提供了强劲动力。

旅客在哈马德国际机场内的2022年世界杯纪念品商店中挑选纪念品。崔楠 摄旅客在哈马德国际机场内的2022年世界杯纪念品商店中挑选纪念品。崔楠 摄

  中新社记者:中卡体育领域交流合作已久,今年初卡塔尔埃米尔(国家元首)塔米姆来华出席北京冬奥会开幕式,表示愿同中方加强体育等人文领域合作。中卡两国有何共通的体育基因?依托“后冬奥”合作和本届杯赛,两国还能在哪些方面开展合作?

  周剑:体育交流是中卡合作的重要组成部分,两国人民都热爱运动,两国都积极承办大型体育赛事,具有开展体育合作广泛而坚实的基础。

  面对一些势力对北京冬奥会和卡塔尔世界杯的攻击抹黑,中卡两国相互支持、相互声援。今后我们也将共同反对体育领域的“有色眼镜”和双重标准,将体育无国界的精神发扬光大。

卡塔尔世界杯倒计时广场上,各参赛国国旗迎风飘扬。富田 摄卡塔尔世界杯倒计时广场上,各参赛国国旗迎风飘扬。富田 摄

  明年亚运会将在中国杭州举行,2030年亚运会也将落户卡塔尔,相信今后我们还将继续举办更多重大体育赛事,双方可在赛事申办、组织、筹备、安保、宣传等领域加强相互支持与合作。

  双方还可在人员互访、运动员培训、产业运作等领域加强交流合作。许多中国籍乒乓球教练在卡塔尔国家队执教,为卡乒乓球事业发展作出积极贡献。卡塔尔在足球青训、球员归化、国家队建设、联赛运营等方面有许多成功经验和独特做法,中方愿在足球领域同卡塔尔开展交流合作。

卡塔尔多哈,世界杯部分执法裁判在卡塔尔体育俱乐部进行赛前模拟执法训练,三名中国裁判马宁、曹奕、施翔在训练后与FIFA工作人员沟通。崔楠 摄卡塔尔多哈,世界杯部分执法裁判在卡塔尔体育俱乐部进行赛前模拟执法训练,三名中国裁判马宁、曹奕、施翔在训练后与FIFA工作人员沟通。崔楠 摄

  体坛进入“亚洲时刻”,要展现亚洲风采

  中新社记者:这是男足世界杯史上第二次来到亚洲国家,让世界更加了解这颗“波斯湾明珠”。除赛事外,本届世界杯独特文化也引人关注。如何看待世界杯等大型体育赛事在文明互鉴方面扮演的角色?您希望中国球迷体验到一届什么样的足球世界杯?

  周剑:体育是超越文明和国界的人类共同语言,把来自五湖四海的人们汇聚到团结的旗帜下,为着共同的目标不懈奋斗。大型体育赛事是人类追求自我超越的竞技场,是不同国家民族展现自身文化的大舞台,也是各国人民民心相通最直接、最广泛、最富有激情的媒介。

  通过参与一届大型体育赛事,我们不仅能体会竞技体育之美,也能了解一条发展道路,欣赏一种文明形态,品味一种生活方式,分享一份真情实感,更加深刻地感悟尊重与交流的价值,这正是文明交流互鉴的应有之义。

  今年初,在中国和国际社会的共同努力下,北京冬奥会、冬残奥会取得圆满成功,促进了不同文明交流互鉴。卡塔尔世界杯也将盛大开幕。我相信,北京冬奥会和卡塔尔世界杯的成功不仅是体育的胜利,更是团结的胜利,将为消除隔阂和误解、促进民心相知相通发挥重要作用,为动荡不安的世界擎起团结与合作的火炬。

  我也希望中国球迷通过本届世界杯,了解历史悠久的阿拉伯文明,感受海湾地区的独特地理风貌和风土人情,以及自由奔放的阿拉伯足球风格。

球迷在卡塔尔世界杯倒计时广场上参观游览。富田 摄球迷在卡塔尔世界杯倒计时广场上参观游览。富田 摄

  中新社记者:北京冬奥会和卡塔尔世界杯作为今年世界体坛两次盛会,均由亚洲国家主办。您认为面向世界,亚洲国家如何共同讲好体育故事?

  周剑:近年来越来越多重量级体育赛事在亚洲举办,世界体坛进入“亚洲时刻”,这反映出亚洲正在成为发展与合作的高地,以更加昂扬自信的姿态向世界发出亚洲声音。亚洲国家要以世界杯、亚运会等大型体育赛事为契机,积极讲好亚洲故事,展现亚洲风采。

  我们要讲好亚洲热爱和平的故事。亚洲文明素有以和为贵的传统,我们将以体育为契机,增进友谊、消除隔阂,坚持各国和睦相处、真诚相待,支持彼此探索符合自身国情的发展道路,坚决反对霸权主义和霸凌行径,守护好我们共同的家园。

  我们要讲好亚洲携手发展的故事。亚洲复兴繁荣的洪流正奔涌而出,我们将以体育为平台,坚持开放包容,锚定发展振兴,加强互利合作,共享发展机遇,共同反对“脱钩断链”,促进经济融合发展,让亚洲人民过上更加幸福的好日子。

  我们要讲好亚洲包容相亲的故事。亚洲是人类文明的重要发祥地,我们要以体育为桥梁,加强包容互鉴,弘扬亚洲价值观,反对将体育问题政治化,反对以意识形态划线制造分裂对抗,反对对非西方文明的歪曲和抹黑,共同创造亚洲文明和世界文明的美好未来。

一名女孩展示在手背上绘制的大熊猫。11月17日,在世界杯开赛前夕,首对中国赴卡塔尔大熊猫“京京”与“四海”正式与当地民众见面。富田 摄一名女孩展示在手背上绘制的大熊猫。11月17日,在世界杯开赛前夕,首对中国赴卡塔尔大熊猫“京京”与“四海”正式与当地民众见面。富田 摄

  卡塔尔收到“大礼”,大熊猫“驻外”适应得很好

  中新社记者:本届世界杯决赛场地卢赛尔体育场由中国企业建造,这座场馆何以成为“中国建造”的一张海外名片?

  周剑:卢赛尔体育场大放异彩,成为“中国建造”在卡塔尔乃至中东地区的标志性项目。

  卢赛尔体育场将举办本届世界杯的决赛和闭幕式等重大活动,见证捧起大力神杯的历史性时刻。可以说,它是卡塔尔世界杯最重要的场馆,是卡塔尔的“鸟巢”,其顺利竣工是中国为卡塔尔世界杯献上的“中国大礼”,彰显了中国对世界杯成功举办的坚定支持。

2022卡塔尔世界杯卢塞尔体育场外景。富田 摄2022卡塔尔世界杯卢塞尔体育场外景。富田 摄

  承建卢赛尔体育场是中国企业首次以总承包身份参与世界杯体育场建设,实现了高水平设计和高质量建设的完美融合,是中卡务实合作中份量最重、规模最大、标准最高的项目,为两国高质量共建“一带一路”树立了典范。

  卢赛尔体育场去年就登上了新发行的10卡塔尔里亚尔纸币。此外,卡塔尔中央银行11月9日推出卡塔尔世界杯特别版纪念钞,卢赛尔体育场再次登上这套货币,足以显示卡塔尔对卢赛尔体育场的高度认可。

卡塔尔货币里亚尔上,印有2022卡塔尔世界杯卢塞尔体育场外景。富田 摄卡塔尔货币里亚尔上,印有2022卡塔尔世界杯卢塞尔体育场外景。富田 摄

  中新社记者:卡塔尔世界杯开幕前,两只大熊猫“京京”和“四海”抵达多哈。中卡大熊猫合作研究有何特殊意义?“京京”和“四海”“驻外”的日子过得怎么样,能否分享一些趣事?

  周剑:两只可爱的大熊猫已于10月19日抵达多哈,这是中卡关系史上的标志性事件。中卡大熊猫合作研究是习近平主席与塔米姆埃米尔达成的重要共识,也是海湾地区首个此类合作项目,展现了两国元首对中卡关系的高度重视。

  大熊猫是中国国宝,抵卡之际正值卡塔尔世界杯举办前夕,承载着中国人民对世界杯的美好祝福,为世界杯成功举办增添了中国元素。大熊猫的到来必将加深两国人民的真挚情谊,成为中卡友谊新标识。

  据我所知,它们适应得很好。“京京”性格偏外向,已经完全适应了新环境。“四海”性格偏内向,适应程度也已达到80%至90%。完成21天的隔离检疫之后,两只熊猫已于11月9日开始到外展厅适应环境,有了更大的活动空间。“京京”特别喜欢新家的水池,“四海”喜欢新家的大树。

  有趣的是,它们虽然已经“驻外”了,但却还是只认四川口音。饲养员用普通话叫它们的名字,它们不理不睬,而用四川乡音一声呼叫,就听话地跑过来。卡塔尔工作人员在照顾好熊猫饮食起居的同时,还在努力学习四川话。我想,这也是大熊猫促进两国文化交流的佐证之一。

11月17日,在世界杯开赛前夕,首对中国赴卡塔尔大熊猫“京京”与“四海”正式与当地民众见面。富田 摄11月17日,在世界杯开赛前夕,首对中国赴卡塔尔大熊猫“京京”与“四海”正式与当地民众见面。富田 摄

  中卡要做民心相通的好榜样

  中新社记者:明年中国和卡塔尔将迎来建交35周年,双方应如何深化共建“一带一路”与“2030国家愿景”对接,为两国人民带来更多福祉?中卡共建命运共同体,对地区和全球有何意义?

  周剑:未来五年是中国全面建设社会主义现代化国家开局起步的关键时期,也是卡塔尔推动实现“2030国家愿景”的重要阶段。我们要以明年中卡建交35周年为契机,推动中卡关系开启新征程、再上新台阶。

  我们要做相互信任、相互支持的好兄弟。政治互信始终是中卡战略伙伴关系的鲜明底色。我们要在涉及彼此核心利益问题上相互支持,支持彼此自主探索符合本国国情的发展道路,维护发展中国家共同利益。

  我们要做互利共赢、共同发展的好伙伴。中卡产业资源互补、发展理念相近、利益融合紧密,我们要加快全球发展倡议在卡塔尔落地,构筑长期稳定的中卡能源伙伴关系,鼓励更多中国企业赴卡投资兴业,欢迎卡方加大对华投资。

  我们要做包容互鉴、民心相通的好榜样。中方愿同卡方共同努力,扩大文化、教育、旅游等领域合作,为中卡文化合作打造新平台。反对“文明优越论”和“文明冲突论”,共同为构建人类命运共同体不懈努力。

  我相信,中卡共建命运共同体必将为饱受战火袭扰的中东地区和动荡变革的世界注入更多稳定性和正能量,必将鼓舞国际社会携手为人类和平与发展的崇高事业作出新的贡献。

  受访者简介:

  周剑,1968年生,河南固始人,中国人民大学历史系世界近现代史专业硕士。1995年进入外交部工作,先后担任外交部亚洲司科员、三秘,中国驻新加坡共和国大使馆三秘、二秘,外交部政策研究室二秘、副处长,外交部政策规划司参赞兼处长,中共中央办公厅调研室副巡视员,外交部政策规划司副司长,2019年7月起担任中华人民共和国驻卡塔尔国特命全权大使。

  (中新社微信公众号 中新社记者:邢翀)

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