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)
“劳模”情结在心灵深处开花——评水运宪长篇小说《戴花》******
作者:李掖平(山东师范大学教授)
水运宪的长篇小说《戴花》(湖南文艺出版社2022年10月出版),秉持现实主义文学的审美价值取向,紧扣当下社会生活砥砺前行、搏击进取的现实律动,历史视域、社会角度、个人生命体验错综交织,正德大义的庄重言说与雅俗共赏的生动表达有机结合,通过一个普通工人竭尽一生全力以赴争当劳模的故事文本,书写了一曲中国机械工业不断走向强盛的时代壮歌。小说聚焦某高校机械制造专业的一批大学生分配到德华电机制造总厂参加工作的历史事件,多维度地再现了二十世纪六七十年代基层普通工人任劳任怨干工作、争先恐后当劳模、孜孜以求钻研技术革新的曲折历程,从中国电机制造工业技术革新的一个侧面,钩沉出中华民族在困厄中破旧立新、求变图强、砥砺拼搏的历史发展逻辑,进而构建起一个兼具广度、力度和深度的宏大主题。《戴花》将潜藏在故事情节和人物性格中的中华民族“英雄情结”的历史基因、文化血统和蓬勃向上“精气神”生动可信地呈现出来,深刻揭示中国工业强劲发展的合理性与必然性,充分敞开了一部现实主义力作的史诗性价值与意义。
工人劳模 林笑初绘
《戴花》采取的是一种由一条主线勾连起多条副线的拧绳式框架结构。叙述主线始终沿着“我”(杨哲民)和师傅莫正强之间的工作、生活和师徒关系的叙述路向,讲述莫师傅孜孜以求争当劳模的故事。而包括“我”和同学们的友情、“我”和姜红梅的爱情、同学们之间发生的各种事件、段一村和吴启军的师徒关系、师傅莫正强的家庭生活、师傅与许多人的或交好或纠结或误解或抵触的复杂关系等多条叙述副线,则沿着“花开数朵、各表一枝”的轨迹,以或顺序、或倒叙、或插叙、或碎片拼贴的方式向前推进。这种多线索、多层次此起彼伏的交叉描写,始终紧扣各种矛盾冲突、紧贴人性内在肌理有条不紊地展开,既强化了小说文本杂树生花、起伏跌宕的故事性,又敞开了前有伏笔、后有照应的可读性和感染力。情节的推进并不过多依靠大起大落的陡转,却以生活、生产、爱情等日常细节的细腻刻画,有效触发了读者因真实生动而心生敬意的同频共情。事件和场景的描述具有鲜明的画面感,人物对话富有鲜明的时代特色,又洋溢着鲜活的日常生活气息,也不乏朴素遒劲、外简内丰的古典神韵。
小说对莫正强形象的塑造,不是按照对英雄人物进行高度提纯的类型化模板展开的,而是紧扣作为一个普通工人的莫师傅倾尽全力“当劳模”的执着心念和执拗性格,以扁平性和立体性互融互衬的手法,既多角度地写出了其心底纯粹、敦厚善良、真诚待人的优良品性,亦不回避其时而显露出的一些小卖弄、小表演、小狡黠甚至小虚伪等缺点。一方面,为当劳模,身为车间主任的莫师傅以工厂为家,以诚相待车间工友和徒弟,抢干重活儿、累活儿、脏活儿,虽然一连几年与劳模荣誉擦肩而过,仍然不气馁、不泄劲,一如既往地埋头苦干,每逢节假日就主动申请加班值班,不辞辛苦、不计报酬,拼出了一身病也毫无怨言,直到最后倒在车间的“冲天炉”前,以“点……点火”的嘶哑吼叫定格了生命的最后一刻。另一方面,为当劳模,莫师傅也时常闹出一些高调摆姿态、可笑又可爱的小把戏,如为引起厂领导和其他车间工友对他连早饭都顾不得吃就到车间来干活之事的关注,他故意让妻子连续几天大张旗鼓地到车间来送早饭,边走边大声埋怨“这个死东西清早就往车间跑,早饭也不吃”。为增强自己的良好形象,他想营造家庭和睦的氛围,而妻子恰好正在和他闹矛盾甚至叫嚷要离婚,他就软硬兼施动员“我”去当说客,力劝师母别在评劳模的关键时刻“掉链子”。他甚至还做过一件偷钱的错事:当市里已通过他的申报材料,要派出验收组来车间和家里考察时,他竟然鬼使神差地偷拿了一位工友的十元钱。按理说这事儿谁都不知道,而且还已全部送还,可莫师傅却始终过不去这道心坎,觉得自己做了一件丢人丢脸的丑事。于是在验收会即将结束、验收组负责人宣布“莫正强同志已正式确定为我们全市的劳动模范”时,莫师傅却突然坦白自己曾偷过钱这件事,并声明自己没脸要这个劳模称号,致使即将到手的劳模殊荣再次泡汤。大家都埋怨他太实在、对自己太苛刻,莫师傅却说,他要争当的劳模必须是干干净净的,不当众说出自己这件丑事心里不踏实。尽管莫师傅直到生命终结也没当上劳模(小说结尾处提示,莫师傅被追授为全市劳动模范),但其不忘初心、敬业爱岗的人格华彩却是那般的灼目闪亮。
正是这种具有鲜明现实指向性与写真纪实意义的描写,契合人情、人心、人性的内在肌理,滤掉了粗简的直白和浮夸的修饰,剔除了影响文学性的所有泥沙,既真实可信又接地气,使读者深切感受到德华电机厂这片文学“风景”中的灵魂跃动与人性交响,标识出作者塑造人物手法的多样性和纯粹白描手法背后的深厚文学功力。
作者对人物塑造欲扬先抑手法的娴熟运用,撑开了小说引人入胜的艺术张力。《戴花》明明是对莫师傅和以莫师傅为代表的普通工人群体的赞颂,却并未从开始就对其一路褒扬,而是首先从相反的贬抑处落笔。先写“我”对师傅的失望与不满,嫌弃他从相貌到气质都乏善可陈:“两只眼袋下面长着胡须。”“胡子很稀疏,东一撮西一撮胡乱生长。而且黑少白多,灰不溜秋就跟从来没用肥皂洗过似的。”说话絮叨且口气难闻,似乎从来不刷牙。尽管师傅对收“我”为徒颇为自豪,亲切地称为“民儿”,“我”心里却很是不屑和疏远。后来在日常工作中,师傅为人的善良坦荡、心地的干净纯洁和对工作的兢兢业业,使“我”逐渐感受到其人品和性格的内在魅力,进而愿意和他亲近,愿意追随他勤奋努力,最终从心底深处生发出对他的真诚爱戴与礼敬。其他人物也大都是采用欲扬先抑手法塑造完成的。“我”对师傅的情感形成起伏跌宕的鲜明对比,表征出“文似看山不喜平”的艺术蓄势手法之魅力。
《光明日报》( 2023年01月11日 14版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)