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)
构建数据基础制度 更好发挥数据要素作用——国家发展改革委负责同志答记者问******
新华社北京12月19日电题:构建数据基础制度更好发挥数据要素作用——国家发展改革委负责同志答记者问
新华社记者潘洁
数据基础制度建设事关国家发展和安全大局。《中共中央国务院关于构建数据基础制度更好发挥数据要素作用的意见》(“数据二十条”)19日对外发布。意见出台的总体考虑是什么?怎样理解其内涵?记者就此采访了国家发展改革委负责同志。
问:“数据二十条”出台的背景是什么?
答:数据作为新型生产要素,具有无形性、非消耗性等特点,可以接近零成本无限复制,对传统产权、流通、分配、治理等制度提出新挑战,亟需构建与数字生产力发展相适应的生产关系,不断解放和发展数字生产力。按照党中央、国务院决策部署,国家发展改革委牵头研究起草“数据二十条”,组建跨学科专家队伍,赴多地深入调研,并吸纳了各方面有关意见。习近平总书记主持召开中央全面深化改革委员会第二十六次会议,审议通过了“数据二十条”。
问:构建数据基础制度体系有哪些重大意义?
答:构建数据基础制度体系,是新时代我国改革开放事业持续向纵深推进的标志性、全局性、战略性举措,有利于充分发挥数据要素作用,赋能实体经济,推动高质量发展;有利于做强做优做大数字经济,应对科技革命和产业变革,构筑国际竞争新优势;有利于统筹分配效率与公平,推动全民共享数字经济发展红利,促进实现共同富裕;有利于提高数据要素治理效能,助力国家治理体系和治理能力现代化。
问:怎样理解“数据二十条”的主要内容?
答:把握一条主线。坚持促进数据合规高效流通使用、赋能实体经济这一主线,以充分实现数据要素价值、促进全体人民共享数字经济发展红利为目标。
构建四个制度。建立保障权益、合规使用的数据产权制度,探索数据产权结构性分置制度,建立数据资源持有权、数据加工使用权、数据产品经营权“三权分置”的数据产权制度框架;建立合规高效、场内外结合的数据要素流通和交易制度,从规则、市场、生态、跨境等四个方面构建适应我国制度优势的数据要素市场体系;建立体现效率、促进公平的数据要素收益分配制度,在初次分配阶段,按照“谁投入、谁贡献、谁受益”原则,推动数据要素收益向数据价值和使用价值创造者合理倾斜,在二次分配、三次分配阶段,重点关注公共利益和相对弱势群体,防止和依法规制资本在数据领域无序扩张形成市场垄断等各类风险挑战;建立安全可控、弹性包容的数据要素治理制度,构建政府、企业、社会多方协同的治理模式。
推进四项措施。加强党对构建数据基础制度工作的全面领导;加大政策支持力度,做大做强数据要素型企业;积极鼓励试验探索,支持浙江等地区和有条件的行业、企业先行先试;稳步推进制度建设,逐步完善数据产权界定、数据流通和交易等主要领域关键环节的政策及标准。
问:“数据二十条”提出数据产权“三权分置”的相关考虑是什么?
答:在数据生产、流通、使用等过程中,个人、企业、社会、国家等相关主体对数据有着不同利益诉求,且呈现复杂共生、相互依存、动态变化等特点,传统权利制度框架难以突破数据产权困境。
“数据二十条”以解决市场主体遇到的实际问题为导向,创新数据产权观念,淡化所有权、强调使用权,聚焦数据使用权流通,创造性提出建立数据资源持有权、数据加工使用权和数据产品经营权“三权分置”的数据产权制度框架,构建中国特色数据产权制度体系。
问:“数据二十条”提出构建多层次数据交易市场体系有什么考虑?
答:由于数据特性复杂,数据交易存在确权难、定价难、互信难、监管难等挑战。“数据二十条”提出从流通规则、交易市场、服务生态等方面加强数据流通交易顶层设计,建立数据流通准入标准规则,探索开展数据质量标准化体系建设;统筹优化全国数据交易场所规划布局,出台数据交易场所管理办法,构建多层次市场交易体系;培育数据商和第三方专业服务机构两类主体。
问:下一步,在推动“数据二十条”落实方面有哪些安排?
答:一是健全政策顶层设计。围绕“数据二十条”不断丰富完善数据要素各方面制度体系和配套政策,打造“1+N”数据基础制度体系。
二是推进实施试点示范。在有条件的地方和行业开展数据要素流通使用试点示范,推动公共数据、企业数据、个人数据合规高效流通使用,赋能实体经济发展。
三是培育数据要素市场。构建多层次、多元化数据要素市场生态体系,统筹数据交易市场建设,规范数据交易管理,推进数据交易场所和数据商功能分离。
四是夯实数据要素基础设施。探索建设全国一体化数据要素登记存证平台,推进数据要素领域创新平台布局,立体化推动“东数西算”工程,形成“算力”和“数据”相结合的数据产业生态体系。
五是强化数据要素高质量供给。健全完善公共数据授权运营机制,制定促进公共数据开发利用的政策法规,服务社会公共管理,赋能实体经济发展。完善政策工具箱,引导大型央企国企、大型互联网企业加大数据流通使用,赋能中小企业数字化转型。
六是加强工作整体统筹力度。发挥数字经济发展部际联席会议作用,促进跨地区跨部门跨层级协同联动,定期对数据基础制度建设情况进行评估,适时进行动态调整,推动数据基础制度体系不断丰富完善。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)