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)
力促房地产与金融正常循环******
促进房地产与金融正常循环,关键要把握好“度”。要从供给、需求两端发力,“慢撒气”缓解流动性紧张。要抓住关键、治病祛根,进一步完善相关制度,增强政策精准性、稳定性,在动态调整中寻求市场均衡。
房地产与金融的正常循环,事关国民经济健康运行。近期多家金融管理部门表示,力促金融与房地产正常循环。要务必做好“保交楼、保民生、保稳定”工作,满足房地产市场的合理融资需求;坚持“房住不炒”定位,因城施策实施好差别化住房信贷政策;推动房地产业向新发展模式平稳过渡。
房地产业、金融业都是系统重要性行业。前者是国民经济的支柱产业,后者是实体经济的血液。房地产链条长、涉及面广,在GDP中占比约7%,若加上建筑业占比则高达14%。金融关乎国家核心竞争力,金融安全是国家安全的重要组成部分。当前,房地产与金融的关联度较高。房地产贷款,以及以房地产作为抵押物的贷款,二者占银行业全部贷款余额的39%。可见,若房地产与金融循环淤堵,容易引发外溢性风险,甚至可能产生系统性风险。
促进房地产与金融正常循环,关键要把握好“度”。以房地产贷款为例,首先,我们不能将其妖魔化,必须承认合理、适度的房地产贷款增速有助于推动国民经济增长,也有助于满足购房者的刚性、改善性住房需求。其次,凡事过犹不及。此前,房地产市场曾出现“过度金融化”问题。一方面,房企大多身患“三高”疾病,高负债、高杠杆、高周转;不少房企争相布局、涌入金融领域,比如投资、持股商业银行、保险机构、信托公司等。另一方面,个人住房贷款快速增长,居民部门的杠杆率高企;此外,一些违法违规行为又加剧了风险,如消费贷、经营贷违规流入楼市。
如何把握好“度”?应在动态调整中实现。市场不可能永远固定在完美的均衡状态,“过”与“不及”是常态,但金融管理部门要通过精准调控,尽量缩小二者之间的误差。
化险是当务之急。2021年下半年以来,个别大型房企风险暴露,究其主因,在于房企出现了流动性紧张。一是受疫情影响,房地产销售较为低迷,回款不畅;二是房企原有的高杠杆融资模式受限,固有风险加速暴露,如自身经营不善、资产负债不健康等;三是金融机构过度避险,一度误伤了房企的合理融资需求,最终致使房企的流动性紧张加剧,陷入了恶性循环。
化险要从供给、需求两端发力,“慢撒气”缓解流动性紧张。在供给端,既要适度“输血”,满足房企的合理融资需求,又要稳妥“手术”,以市场化方式推动行业并购重组、风险出清。目前,信贷、债券、股权融资“三箭齐发”,“保交楼”专项借款资金已基本投放至项目,优质房企的融资环境已明显改善。2022年9月至11月,房地产开发贷款同比多增2000多亿元;2022年四季度,境内房地产企业债券发行同比增长22%。在需求端,要着力改善预期,支持刚性和改善性住房需求,这也有助于房企销售企稳、回款恢复。目前,个人住房贷款的放款速度已达到2019年以来最快,2022年12月新发放的个人住房贷款利率,全国平均为4.26%,达到2008年有统计以来的历史最低水平。
治本才是长远之策。促进房地产与金融正常循环,要抓住关键、治病祛根。一方面,房地产业要“健体”,要摆脱多年来的“三高”模式,深入研判市场供求关系、人口变化、城镇化格局,平稳过渡到新发展模式。另一方面,相关的土地、财税、金融等基础性制度应进一步完善,增强政策精准性、稳定性,在动态调整中寻求市场均衡,避免出现“一刀切”。(郭子源)