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)
这省新设9所职业院校 专家:发展职业教育要讲究效能******
中新网北京2月3日电(记者 袁秀月)近日,河南省人民政府发布通知,新设立9所高等职业学校,引起广泛热议。近年来,我国职业教育迎来发展热潮,但与此同时,职业教育发展短板、外界偏见等问题也备受关注。
专家认为,河南新设9所职业院校,符合当地经济社会发展实际需求。但专家同时亦提醒,当前,发展职业教育一定要讲究效能,而不单单是把高职院校办起来。
网页截图河南新设9所高等职业学校
在校生规模均暂定为5000人
据河南省下发的通知显示,新设立的9所高校为南阳工艺美术职业学院、濮阳科技职业学院、商丘幼儿师范高等专科学校、周口理工职业学院、焦作新材料职业学院、开封职业学院、洛阳商业职业学院、郑州软件职业技术学院和郑州智能科技职业学院。
其中南阳工艺美术职业学院、濮阳科技职业学院、商丘幼儿师范高等专科学校、周口理工职业学院为新建公办专科层次高校,焦作新材料职业学院、开封职业学院、洛阳商业职业学院、郑州智能科技职业学院为新建民办非营利性专科层次高校,郑州软件职业技术学院为新建民办营利性专科层次高校。
9所高校在校生规模均暂定为5000人,每个学校设置4-5个专科专业,专业涉及宝玉石鉴定与加工、现代农业技术、学前教育、机电一体化技术、应用化工技术、大数据技术等等。
4所公办专科层次高校由当地市政府举办和管理,5所民办非营利性专科层次高校和民办营利性专科层次高校由企业或个人举办,9所高校均由河南省教育厅负责教育教学管理工作。
截图多地规划建设一批高水平高职学校
河南计划筹建25所左右高职院校
记者注意到,2022年12月,河南省教育厅就曾发文,对这9所高校“申报设置高等职业学校基本情况”进行公示。
据河南省教育厅发展规划处工作人员对媒体回应称,此系正常工作推进,过去两年间因“十四五”规划谋篇,审批项目有所累积,本次仅为集中公示,并无针对职校扩容的特别计划。
事实上,在去年的“奋进十四五 建功新时代”系列新闻发布会上,河南省教育厅相关负责人曾透露,河南全省现有高职院校99所,在校生138万人,但高职院校办学规模和布局结构还不能很好适应产业发展升级需求。“十四五”期间,河南将新建一批紧密对接产业的高职院校。
据媒体报道,“十四五”期间,河南省将筹建25所左右高职院校、5所左右职业本科院校和5所左右应用技术型本科学校,推动职业本科招生规模达到高职教育的10%。
近年来,多个省份都曾规划建设高水平高职学校。如河北提出,培育建设30所左右省域高水平高职学校,重点建设4所高水平高职学校和30个高水平专业群;湖南规划,争取在“十四五”期间,遴选建设30所左右高水平高职学校(含职业本科学校)、150个左右高水平专业群。
资料图:正在上实训课的高职院校学生。 湖南工业职院 供图专家:发展职业教育一定要讲究效能
中国教育科学研究院研究员储朝晖对中新网记者表示,经济社会发展离不开促就业,而职业教育是促进就业的重要途径之一,河南这9所职业院校的规划及发展,符合当地的经济社会发展实际需求。
另一方面,他认为,相对全国来说,河南在普通高等教育发展方面仍存在短板,在这种情况下,如何发挥自己的优势,把普通高等教育与职业高等教育发展协调起来,既解决当地的问题,又能在全国的教育发展中走向一个更平衡的状态,这是需要整体去考虑的。
近些年来,我国持续加大对于技能人才培养的政策扶持力度,职业教育发展迎来利好。但当下而言,仍有很多人对职业教育抱有偏见,如认为职业学院不能称之为“高校”,学技术没有出息等。
广东省机械技师学院教师、第44届世界技能大赛数控铣项目金牌得主杨登辉在接受中新网记者采访时曾提到,当前我国职业教育还存在一些不足,如有些职业学校传授的技能与社会需求脱节;技能人才缺乏专业的理论知识,想再上一个台阶很难;企业和职业学校的合作有待进一步加深等。
对此,储朝晖认为,从全国而言,职业教育在社会层面的认可度并不高,在此情形下,发展职业教育一定要讲究效能,而不单单是把高职院校办起来。效能主要体现在两方面,一是职业教育确实能给学生的成长发展发挥作用,即经过高职院校教育的学生,确实在优势潜能方向,包括技能操作、实践等层面有所成长。
另一方面,发展职业教育确实能对当地经济,甚至对更大范围内的经济发展发挥比较明显的作用。储朝晖解释,职业教育发展本身对经济成本的需求要高于普通教育,从这个角度来说,需要整体考虑当地职业教育发展与经济社会发展之间的关系。(完)
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