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)
3斤肉上桌只剩1斤多店家称是正常现象******
□ 本报记者 张守坤
“我们点了3斤肉,结果菜端上桌之后重量只有1斤多。从店员到厨师再到老板都说菜品缩水是正常现象。”
在天津工作的张文(化名)不久前和几位朋友一起来到一家铁锅炖吃饭。店内富有东北特色的装修和座无虚席的大厅让张文对菜品充满期待,但等到菜上了桌,张文感觉到不对。
张文告诉《法治日报》记者,他们点的3斤肉包括1斤鸡肉、2斤鹅肉,服务员把菜倒进锅里后,分量一眼看上去就不对,而且只能看到鸡头和鸡爪。“我们刚开始以为是饭店少上了鹅肉,便叫来服务员询问情况。服务员表示菜品已经上全了,还找来了厨师,厨师说这些肉都是他刚刚炒过的,鹅肉鸡肉都在不会有错。”
最后,饭店老板也来了,坚持说菜品没有任何问题:“我们的肉分量都是足的,只是生肉变成熟肉的过程中会缩水,1斤生肉制成菜品可能在6两左右,这都很正常,不信的话可以去后厨看。”但当张文真准备去看时,老板却又借故离开,摆摆手说“店里生意忙,不要再闹了”,还说多送他们一份花卷和贴饼。
“这样看来,3斤肉熟了后可能只剩一半,缩水多少全由老板说了算,根本不公平。”张文说,除了肉量少,肉的“内容”也让他们感到不满。“锅里鸡脖鸡头鸡屁股都有,还有全是白膘的带皮鹅肉,真正能吃的没多少。”
缺斤短两、菜品缩水、以次充好、掺杂水分……张文就餐时遇到的糟心情况并非个例。北京市民孙洋(化名)不久前来到一家蒸汽石锅鱼店就餐,在选鱼时,老板不仅将桶和里面的水一起称重,结账时本来3斤多的鱼,却按4斤计算收费。
近日,海南省三亚市综合行政执法局发布多批旅游市场整治典型案例,就有商家擅自偷换消费者提供用于海鲜加工的活鱼、在销售皮皮虾的过程中存在掺杂水分、缺斤短两等情况。
中国法学会消费者权益保护法研究会副秘书长陈音江向记者介绍,类似这种“缩水”的缺斤短两行为,是餐饮界不够诚信守法商家的借口。不只是肉,很多食材煮熟后都会严重缩水,餐饮机构作为专业一方,生熟关系应当提前进行说明,或者在菜单上标明,顾客要求对菜品进行查看,称量时也应配合,充分保障消费者的知情权和选择权。
陈音江举例说,假如消费者要了一份炒鸡,结果全是或者大部分是鸡头鸡脚这样的边角料,明显不符合一般人的消费习惯,属于以次充好,涉嫌侵犯消费者的知情权和公平交易权。
中国政法大学副教授、中国法学会商法学研究会理事兼副秘书长朱晓娟认为,就餐中的消费者权益保障问题是关系民生的重大问题,各方应共同打造和维护安全、合理、公平的就餐质量、环境与秩序。
朱晓娟建议,商家要树立长线思维,诚实守信,应该依照餐饮行业惯例对就餐食材的计量方式等进行明示告知。对于行业协会而言,应该针对餐饮消费中反映的普遍问题进行针对性行业指引,出台自律管理细则,引导餐饮行业建立并执行合理的行业惯例,要求餐饮企业对事关消费者合法权益的相关事项进行必要的解释与说明,做到让消费者明明白白消费,充分发挥行业协会的引领作用。
北京瀛和(三亚)律师事务所执行主任张华认为,监管部门除了关注餐饮经营企业的许可、卫生条件等硬件外,对于餐饮消费中损害消费者权益的问题应进行主动监管,采取抽查、约谈等方式进行事前事中的防范与规制,对于有关投诉,要及时回应与处置。
在江苏省法学会经济法研究会理事长、江苏大学法学院副教授杜乐其看来,有关部门应加大信息化管理力度,比如某餐厅出现欺诈行为,就要第一时间将此餐厅的信用记录发布在官方网站或者公众号。同时监管部门可以加强对投诉的途径和方法的宣传力度,提高消费者的维权意识和能力。
“还应规范餐厅菜单和发票的设计,实现信息对称。菜单、发票的设计要规范、全面,比如注明菜肴的名称、分量、价格以及原料的规格;在客人结账时提供规范的发票,发票上有菜肴名称、单位、单价以及总价,这样如果消费者遭遇欺诈,发票就会成为一个有力的证据。只有充分实现消费者与经营者的信息对称,才能最大限度地防止消费者被欺诈。”杜乐其说。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)