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)
海关总署发布2022年缉私十大典型案例******
2022年,全国海关开展“国门利剑”“风雷”联合行动,深化全员打私,严厉打击重点涉税商品和洋垃圾、象牙等走私,综合整治“水客”、离岛免税“套代购”、粤港澳海上跨境等走私,全年立案侦办走私犯罪案件4509起,案值1210亿元,分别增长5.8%、25.6%。
2023年,全国海关将继续保持打击走私高压态势,开展“国门利剑”“蓝天”“护卫”等专项行动,严厉打击重点地区、重点领域、重点商品走私,深化反走私综合治理,加强国际执法合作。
2022年缉私十大典型案例
2022年,全国海关缉私部门坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指引,坚决贯彻落实习近平总书记关于打击走私工作重要指示批示精神,紧盯“中央关注、社会关切、群众关心”的突出走私问题,切实发挥缉私专业打击职能作用,深入开展“国门利剑2022”联合行动。全年共立案侦办走私犯罪案件4509起,案值1210亿元。现发布2022年缉私十大典型案例如下:
1.海关总署缉私局开展“330”专项打击行动
海关总署缉私局在深圳、上海、南京、抚州、台州等地组织开展打击走私贵重金属、走私普通货物、洗钱等专项行动,打掉走私团伙9个,案值474.53亿元,涉案黄金57.57吨,钯金47.95吨,其他贵重金属53.63吨。
2.拱北海关缉私局侦办“310”走私液晶显示屏案
拱北海关缉私局立案侦办一起以低报价格方式走私液晶显示屏案,在广州、深圳、东莞等地抓获犯罪嫌疑52人,打掉走私团伙7个,案值40亿元。经查,涉案团伙利用货运渠道通过低报价格方式从香港走私液晶显示屏等进境,还利用“大飞”通过海上偷运的方式走私,数额巨大。
3.上海海关缉私局侦办走私进口弹药案
上海海关缉私局侦办一起走私进口弹药案,查获境外弹药公司生产的各类火药动力制式手枪弹22000发。
4.广州海关缉私局侦办“奋发12”“水客”走私手表案
广州海关缉私局在广州、珠海、常州等地开展“奋发12”打击“水客”走私高档手表行动,打掉走私团伙4个,案值2.9亿元。经查,涉案团伙将在境外钟表商行订购的手表运往澳门,交给专业“水客”通关团伙以夹带等方式走私入境。
5.昆明海关缉私局开展打击走私毒品入境专项行动
昆明海关缉私局通过科技赋能、关警协作、跨警种合成作战等手段,破获货运渠道走私毒品案件33起,在中缅打洛、孟连、沧源、清水河、畹町等口岸缴获毒品冰毒、海洛因、恰特草等共318公斤。
6.南宁海关缉私局侦办“5·17”走私水果案
南宁海关缉私局联合海关风控、关税等部门,在广西、广东、山东、河南等地开展打击走私水果专项行动,打掉走私团伙3个和非法售卖海关专用缴款发票团伙1个,案值47.3亿元。经查,涉案团伙以低报价格和少报数量的方式将境外订购的水果走私入境,另查实该走私团伙涉嫌洗钱、骗取留抵退税犯罪,查证洗钱金额1.3亿元人民币。
7.宁波海关缉私局侦办走私文物案
宁波海关缉私局立案侦办走私文物系列案12起,查证涉案走私银元2711枚,查扣银元1609枚,其中二级文物1件、三级文物97件、一般文物1428件。经查,涉案团伙通过虚构发货单位、发货人,采取伪报品名的方式,将涉案文物通过商业快递渠道走私出境。在香港回归祖国25周年前夕从香港带回8枚涉案文物。
8.黄埔海关缉私局侦办“HP2022-05”走私木薯淀粉案
黄埔海关缉私局在南宁、东兴、凭祥、广州等地开展“HP2022-05”专项行动,打掉走私团伙3个,案值15亿元。经查,涉案团伙将境外购买木薯淀粉通过边民互市贸易渠道伪报贸易性质走私入境。
9.福州海关缉私局侦办走私旧医疗设备案
福州海关缉私局在福建福州、广东佛山等地开展打击旧医疗设备走私专项行动。经查,涉案团伙从境外购买内窥镜等二手旧医疗设备,通过快件渠道伪瞒报、“水客”携带等方式走私入境。
10.汕头海关缉私局侦办“4·22”涉嫌逃避商检出口冻海产品、骗取出口退税案
汕头海关缉私局联合有关部门,在广东、福建等地开展“4·22”专项打击行动,查证逃避商检出口冻海产品案值9亿元,骗取国家出口退税额1.1亿元,虚开用于骗取出口退税、抵扣税款发票金额16.5亿元。经查,涉案团伙采用虚构原料来源、伪报货物品名方式逃避商检,同时采用虚开农产品收购发票和高报出口价格等手段骗取出口退税。(“海关发布”微信公众号)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)