科學家成功合成鐒的第14個同位素******
超鐨新核素鐒-251不僅是近20年來科研人員首次直接合成的鐒的新同位素,也是迄今為止合成的中子數N為148的最重同中子異位素。鐒-251具有α衰變性,可以發射出兩個不同能量的α粒子。
超重元素的合成及其結構研究是當前原子核物理研究的一個重要前沿領域。鐒是可供合成并進行研究的一種超鐨元素,引起了人們極大的興趣。
近日,科研人員利用美國阿貢國家實驗室充氣譜儀(AGFA)成功合成了超鐨新核素鐒-251。相關成果發表于核物理學領域期刊《物理評論C》。
此次合成鐒的新同位素,運用了什么技術方法?合成得到的鐒-251,具有什么基本特征?合成的鐒-251對于物理、化學等學科的研究來說具有什么意義?針對上述問題,記者采訪了這一工作的主要完成人之一,中國科學院近代物理研究所副研究員黃天衡。
不斷進行探索,再次合成鐒同位素
鐒的化學符號為Lr,原子序數為103,是第11個超鈾元素,也是最后一個錒系元素?!耙话銇碚f,原子序數大于鐒的元素被稱為超重元素?!秉S天衡介紹。
質子數相同而中子數不同的同一元素的不同核素互稱為同位素。同一種元素的同位素在化學元素周期表中占有同一個位置,同位素這個名詞也因此而得名。
103號元素由阿伯特·吉奧索等科研人員于1961年首次合成。為紀念著名物理學家歐內斯特·勞倫斯,103號元素被命名為鐒。錒系元素是元素周期表ⅢB族中原子序數為89—103的15種化學元素的統稱,其中,鐒元素在錒系元素中排名最后。
截至目前,科研人員們共合成了鐒的14個同位素,質量數分別為251—262、264、266。目前合成的鐒的14個同位素中,鐒-251至鐒-262是在實驗中通過熔合反應直接合成的,鐒-264和鐒-266則是將原子序數更高的核素通過衰變生成的。
目前,鐒的化學研究中最常使用的同位素是鐒-256和鐒-260??蒲腥藛T通過化學實驗證實鐒為镥的較重同系物,具有+3氧化態,可以被歸類為元素周期表第七周期中的首個過渡金屬元素。由于鐒的電子組態與镥并不相同,鐒在元素周期表中的位置可能比預期的更具有波動性。在核結構研究方面,受限于合成截面等原因,目前的研究僅集中在鐒-255上。然而即使是鐒-255,其結構能級的指認目前也還存有爭議。
通過熔合反應,形成新的原子核
鐒和其他原子序數大于100的超鐨元素一樣,無法通過中子捕獲生成。目前鐒只能在重離子加速器中通過熔合反應合成。由于原子核都具有正電荷而會相互排斥,因此,只有當兩個原子核的距離足夠近的時候,強核力才能克服上述排斥并發生熔合。粒子束需要通過重離子加速器進行加速。在轟擊作為靶的原子核時,粒子束的速度必須足夠大,以克服原子核之間的排斥力。
“僅僅靠得足夠近,還不足以使兩個原子核發生熔合。兩個原子核更可能會在極短的時間內發生裂變,而非形成單獨的原子核?!秉S天衡介紹,如果這兩個原子核在相互靠近的時候沒有發生裂變,而是熔合形成了一個新的原子核,此時新產生的原子核就會處于非常不穩定的激發態。為了達到更穩定的狀態,新產生的原子核可能會直接裂變,或放出一些帶有激發能量的粒子,從而產生穩定的原子核。
在此次實驗中,科研人員利用美國阿貢國家實驗室ATLAS直線加速器提供的鈦-50束流轟擊鉈-203靶,通過熔合反應合成了目標核鐒-251。這個新的原子核產生后,會和其他反應產物一起被傳輸到充氣譜儀(AGFA)中。在充氣譜儀(AGFA)中,鐒-251會被電磁分離出來,并注入到半導體探測器中。探測器會對這個新原子核注入的位置、能量和時間進行標記。
“如果這個原子核接下來又發生了一系列衰變,這些衰變的位置、能量和時間將再次被記錄下來,直至產生了一個已知的原子核。該原子核可以由其所發生的衰變的特定特征來識別?!秉S天衡說。根據這個已知的原子核以及之前所經歷的系列連續衰變的過程,科研人員可以鑒別注入探測器的原始產物是什么。
超鐨新核素鐒-251不僅是近20年來科研人員首次直接合成的鐒的新同位素,也是迄今為止合成的中子數N為148的最重同中子異位素(具有相同中子數的核素),還是利用充氣譜儀(AGFA)合成的首個新核素。目前的實驗結果表明,鐒-251具有α衰變性,可以發射出兩個不同能量的α粒子。
拓展新的領域,推動超重核理論研究
由于形變,若干決定超重核穩定島位置的關鍵軌道能級會降低到質子數Z約等于100、中子數N約等于152核區的費米面附近。對于這一核區的譜學研究可以對現有描述穩定島的各個理論模型進行嚴格檢驗,從而進一步了解超重核穩定島的相關性質。由于上述原因,對于這一核區的譜學研究是當下探索超重核結構性質的熱點課題。
此前的理論模型均無法準確地描述這一核區鐒的質子能級演化,相關的實驗數據十分有限?!氨敬螌嶒?的初衷為把鐒的結構研究進一步拓展到豐質子區,嘗試開展系統性的研究?!秉S天衡表示。
研究結果表明,形成超重核穩定島的關鍵質子能級在鐒的豐質子同位素中存在能級反轉現象。此外,研究人員還通過推轉殼模型下粒子數守恒方法(PNC-CSM)較好地描述了這一現象,并指出了ε_6形變在這一核區的質子能級演化中起到的重要作用。
“此次研究指出了ε_6形變在鐒的豐質子核區的質子能級演化中起到的重要的作用,對現有的理論研究提出了新的挑戰,將推動超重核領域相關理論研究的發展?!秉S天衡說。(記者頡滿斌)
2022年車市大考:勉強及格******
經歷4月與11月兩個低谷期,2022年車市考卷勉強及格。1月10日,乘用車市場信息聯席會(以下簡稱“乘聯會”)發布數據顯示,2022年乘用車市場累計零售量為2054.3萬輛,同比增長1.9%,僅比乘聯會此前給出的預測增長率高出0.1%。全年車市銷量微增與燃油車承壓不無關系,在購置稅減半政策助力下,2022年燃油車零售量也未能邁過1500萬輛關口,而新能源汽車再次成為穩定大盤增長曲線的關鍵。業內人士認為,汽車行業向電動化、智能化轉型背景下,新能源汽車市占率持續增長,2022年可能成為未來車市銷量結構調整的分水嶺。
燃油車失守1500萬輛關口
2022年,燃油車基盤松動。
數據顯示,2022年乘用車累計零售量為2054.3萬輛,同比增長1.9%,同比凈增38.6萬輛。應該說,2022年車市站上2000萬輛及格線并不容易,由于外部因素影響,2022年3-5月乘用車零售量同比下滑高達103.1萬輛。
為刺激汽車市場消費,財政部、稅務總局發布《關于減征部分乘用車車輛購置稅的公告》政策,對購置日期在2022年6月1日-12月31日期間內且單車價格(不含增值稅)不超過30萬元的2.0升及以下排量乘用車,減半征收車輛購置稅。乘聯會相關人士表示,購置稅優惠政策啟動后的6-12月,乘用車零售量同比增長145.2萬輛。同時,購置稅減半政策最后一個月,車市也迎來最后沖刺期。2022年12月,乘用車市場零售量達216.9萬輛,同比增長3%,環比增長31.4%,這也是繼2008年以來最強的12月環比增速。
不過,在購置稅減半政策強力助推下,2022年車市仍以微增收官,是燃油車市場的整體承壓。數據顯示,2019年常規燃油車市場零售量為1968萬輛、2020年為1818萬輛、2021年為1716萬輛,2022年僅為1487萬輛,同比下降13%。其中,去年12月全國常規燃油乘用車(不含新能源車)零售量為153萬輛,同比下降6%,低于上年6-9月同比增長6%的正增長態勢。乘聯會秘書長崔東樹表示,“消費需求支撐力不足有待釋放,政策仍需向燃油車中的節能車施以更大力度傾斜,在經濟效應和環保要求兩者之間尋求平衡”。
不過,燃油車下行的同時,新能源車出手托住車市增長線。數據顯示,2022年新能源乘用車批發量為649.8萬輛,同比增長96.3%;新能源乘用車國內零售量為567.4萬輛,同比增長90%。值得一提的是,2022年新能源汽車市占率達27.6%,同比提升12.6個百分點。崔東樹表示,在購置稅減半政策下,新能源汽車不僅沒有受到影響,反而持續走強。
自主品牌借電上位
新能源汽車銷量持續攀升,也讓自主品牌脫穎而出。
數據顯示,2022年12月新能源汽車國內零售滲透率為29.5%,同比提升7個百分點。其中,12月自主品牌中的新能源汽車滲透率達51%;豪華車中的新能源車滲透率為22.8%;主流合資品牌中的新能源車滲透率則僅為4.9%。從月度國內零售份額看,12月主流自主品牌新能源車零售份額高達70.6%,同比增加11.4個百分點。
不僅市場份額提升,自主品牌新能源汽車出口量也持續增長。數據顯示,2022年12月新能源乘用車出口量為7.4萬輛。銷量排行前三位分別為上汽乘用車、特斯拉中國和比亞迪汽車,單月出口量均破萬輛。乘聯會相關人士表示:“自主品牌在新能源汽車市場和出口市場獲得明顯增量,頭部傳統車企轉型升級表現優異,比亞迪汽車、吉利汽車、長安汽車、奇瑞汽車等傳統車企品牌份額提升明顯?!?/p>
隨著新能源汽車市場份額的提升,2022年車企銷量座次排名也發生變化。根據乘聯會公布的廣義乘用車批發銷量顯示,2022年排行前三位的分別為比亞迪、一汽-大眾和吉利汽車,2021年排行榜前兩位則為一汽-大眾和上汽通用。值得注意的是,2022年3月比亞迪已反超上汽大眾,登上國內乘用車零售量排行榜第三位,這也是前三位中唯一一家新能源車企。而在2022年,比亞迪也正式宣布“斷油”轉型新能源車企。
據了解,在比亞迪的銷量結構中,除純電動車型外,混動、插電式混動等新能源車型也成為其摘得全年銷冠的重要貢獻者,而消費者對混動車型接受程度的提升,在乘聯會的統計數據中也得到驗證。數據顯示,2022年12月純電動乘用車批發銷量為56.3萬輛,同比增長33.6%;插電式混動乘用車批發銷量為18.7萬輛,同比增長127.1%,普通混合動力乘用車批發銷量為6.48萬輛,環比增長7%。
此外,在自主品牌新能源汽車銷量提升下,高端市場格局也在改變。崔東樹表示:“中國車市的高端豪華車主要為德系品牌。但在電動化浪潮下,近期高端豪華汽車市場中的新能源車型也表現較強,其中主力就是自主品牌,包括紅旗、蔚來等?!?/p>
2月將迎車市開門紅
盡管2022年車市銷量同比增長僅為1.9%,但對于2023年的車市表現,乘聯會方面依舊給出樂觀判斷。
乘聯會方面預計,2023年新能源乘用車銷量將提升至850萬輛,總體狹義乘用車銷量為2350萬輛,2023年新能源滲透率將達36%。
對于新能源汽車市占率進一步提升,崔東樹表示:“純電動乘用車的產品覆蓋從A00級到最高端,而燃油車由于受汽油機的技術約束,A0級和A00級的市場不斷萎縮,A00級甚至基本為純電動車型,這樣導致燃油車的市場覆蓋度低于純電動車,因此純電動車將有更廣大的市場空間?!?/p>
此外,對于2023年1月是否能迎來車市“開門紅”,乘聯會方面認為,可能要等到2月車市才能進入增長期,而對于1月則給出“極度低迷”的判斷。乘聯會方面表示,雖然1月有18個工作日,但節前生產和銷售時間僅有正常的60%。加上2022年12月的乘用車購置稅減半政策退出和新能源車補貼退出前已經透支了1月的部分需求,因此對1月車市預期不高。
“每年1月的‘開門紅’是地方政府和車企的共同努力方向,但由于經銷商的庫存依舊較高,春節前的補庫力度不會特別大,因此1月的批發零售總體偏低。而2月車市應該能明顯回暖,節后車市會有一波入門級消費者的購車潮?!贝迻|樹表示,隨著“新十條”的貫徹落實,城鄉居民快速恢復常態化生活。春節后的生產生活應該會提早規劃,這對春節前后的2月車市是很好的促進,2月才是真正的“開門紅”。