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)
公司员工年会醉酒身亡 法院判令死者担责95%******
□ 本报记者 章宁旦
□ 本报通讯员 黄彩华
春节将至,又到了人们聚餐喝酒较多的时节,但欢乐的同时也要防止乐极生悲。近日,广东省东莞市第二人民法院通报一起因年底聚餐醉酒引发的猝死索赔案。法院认定醉酒猝死者作为完全行为能力人自行担责95%,聚餐组织者担责5%,其他同桌人已尽一般社交安全义务,无需担责。
酒后猝死:员工家属索赔逾百万元
20多岁的吴某是深圳某公司员工,被派驻公司关联企业东莞某公司。2021年2月2日18时许,吴某和几个同事一起,在东莞某公司食堂参加年会聚餐。同桌就餐人员有何某某等6人,其间吴某喝了酒。当天20时许,吴某由同桌两人搀扶,该公司负责人跟随其后,送往公司宿舍楼休息,给其两瓶矿泉水后离开。
吴某室友称,吴某当晚两次呕吐,他都帮忙清理了。次日上午,东莞某公司负责人带牛奶鸡蛋到宿舍探视,询问吴某是否喝多。吴某苏醒,但摆手表示不想吃东西。当天13时,室友回到宿舍,吴某听到动静后起床。室友询问吴某是否严重,吴某没有回答,看了看自己的被子、枕头、衣服说“怎么这样”,就进了洗手间。室友随即离开宿舍上班。18时许,室友下班发现吴某晕倒在宿舍洗手间,便呼喊同事救助,并拨打120。急救人员赶到,吴某已无心跳。室友随后报警。
2021年7月,吴某家属向东莞市第二人民法院状告深圳某公司、东莞某公司以及跟吴某同桌用餐的6人,认为对方未尽安全保障义务,索赔共计111万多元。
法院判决:聚餐组织者承担5%责任
法院经审理认为:本案为生命权、健康权、身体权纠纷。本案关键在于吴某的死亡应由谁承担责任。
关于吴某死因,公安机关出具的死亡证明显示死因为心源性猝死,由于未进行尸检,也没有检测血液中的酒精浓度,现已无法通过医疗检验手段确定。根据聚餐当晚与吴某同桌的两人在公安机关的陈述,吴某聚餐时喝了酒,结合吴某在聚餐后需要同桌两人搀扶回宿舍,以及回到宿舍后两次呕吐的情况可以推定,吴某死亡前存在醉酒情况。加上吴某对室友的问话未正常回应,无法正常上班,饮酒第二天即死亡,由此可推定,吴某死亡与饮酒有关。
关于责任承担,吴某为有完全民事行为能力的成年人,应对饮酒可能造成的危险后果有足够清醒的认识,其对死亡结果承担主要责任。东莞某公司是聚餐组织者,提供了白酒、红酒、啤酒,在吴某饮酒后两次呕吐、次日无法正常上班的情况下未及时将其送医治疗,应对吴某的死亡承担一定责任。深圳某公司未组织和参与聚餐,吴某作为深圳某公司员工参与聚餐,并不属于工作任务,人社部门亦认定吴某的死亡不属于工伤,故深圳某公司无需承担责任。吴某家属未能举证证明聚餐他人存在恶意劝酒行为,餐桌上正常共同饮酒不构成侵权,因而不能产生法律上的权利义务,故同桌者没有法定救助义务。聚餐结束后,同桌两人将吴某搀扶回宿舍,另一人跟随其后,并为吴某准备矿泉水,结合没有证据证明当时存在其他异常情况,法院认定同桌者已尽到安全注意义务,没有过错。吴某家属要求同桌者对吴某死亡应当有预见性以及承担相应义务,明显超出一般社交应尽注意义务的边界,法院不予支持。
综上,根据各方过错,法院酌定吴某自行承担95%责任,东莞某公司承担5%责任,其他被告无需担责。
吴某家属不服,提出上诉。近日,东莞市中级人民法院终审驳回上诉,维持原判。
法官说法:不能无限扩大同桌责任
承办本案审判的东莞市第二人民法院法官方淑敏称,同桌吃饭一起喝酒,是社会常见现象。聚餐中,喝酒者是自身健康的第一责任人,要对自身喝酒可能产生的后果承担最大责任。如果喝酒者酒后发生意外,组织者和同桌者存在强迫性劝酒行为、明知喝酒者不能喝酒仍劝其喝酒、喝酒者失去自控能力但同桌者未安全护送、明知喝酒者酒后驾车未劝阻等情况,同桌者则需承担法律责任。但如果组织者和同桌者已尽了正常安全注意义务,则不能将其责任义务无限扩大理解,否则就会人人自危,影响正常社会交往。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)