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)
加仓权益资产 险资调研积极******
今年以来,保险机构调研较为积极。据Wind数据统计,截至1月18日,已有59家保险机构合计参与A股上市公司224次调研。从险资关注的行业来看,电子设备和仪器、家用电器、工业机械、电子元件等领域成为近期调研的重点。
业内人士表示,随着上市公司2022年年报的陆续披露,今年一季度在业绩和政策面上向好的行业会逐渐清晰,或迎来较好的调仓或加仓时间窗口。展望后市,多家机构给予中性偏乐观观点,建议把握疫情修复链、金融地产链、新能源领域的波段机会。
关注电子设备和仪器等领域
Wind数据显示,截至1月18日,开年以来共有59家保险机构合计调研194家A股上市公司,合计调研次数达224次。具体来看,中邮人寿、太平养老、国寿养老参与调研较为频繁,调研次数分别为21次、19次、16次,在保险机构中位列前三。
从险资关注的行业来看,电子设备和仪器、家用电器、工业机械、电子元件等领域成为险资近期调研的重点。个股方面,民德电子、火星人、苏州银行等上市公司得到保险机构较多关注。
从调研内容来看,企业的业绩指标、生产经营情况、行业动向、未来规划、客户关系等多个方面都是保险机构主要关心的问题。
例如,在对苏州银行的调研中,多家保险机构对银行业目前存在的存款定期化情况较为关心。苏州银行表示,针对存款定期化的变化趋势,该行不断优化对公开户、综合签约流程,强化基本账户开立意识,做大对公客户基盘。零售方面,该行将通过制定差异化的产品策略,实行多维度的产品定价,做好低成本存款产品营销,满足不同类型零售客户的金融储蓄需求。
优化资产配置结构
银保监会披露的最新数据显示,截至2022年11月末,保险资金运用余额为24.8万亿元,较2022年初增长6.8%。其中,股票和证券投资基金3.18万亿元,占比12.82%。某保险机构投研经理表示,2022年11月股市反弹,险资加大了权益类资产配置,股票和证券投资基金投资环比增长近10%,但配置占比仍处于相对较低水平,进一步提升空间较大。
目前已进入上市公司业绩密集披露期,多家保险机构表示,会根据公司的财报情况,做出标的选择与调仓动作。
也有部分险资人士透露,为避开今年年初的集中配置时点,去年四季度已提前加仓,以期获得相对同业较低的配置成本,在2023年实现收益优势。
在调研和加仓的对象选择上,某保险资管机构相关业务负责人对中国证券报记者表示:“年初这段时间,我们需在全年投研策略的基础上,通过现场调研、专家访谈、上市公司电话会议等方式,做好行业和个股的研究筛选,并根据投资计划与调研结果,结合市场走势、基本面的实际进行相互印证后,对个股进行相应的调整操作。”
对后市中性偏乐观
展望2023年,多位保险业内人士认为,权益类资产是诸多可配置大类资产中性价比较高的资产,今年险资对股票与证券投资基金的配置余额和占比均可能上升,投资收益率也有望改善。
市场方面,泰康资产研究部给予中性略偏乐观观点。泰康资产认为,疫情防控政策优化提振市场信心,利好中长期市场,经济将较快恢复;股市收益率与国债收益率之差仍超出历史平均水平,权益资产在大类资产配置中具备相对性价比优势。建议把握疫情修复链、金融地产链、新能源领域的波段机会。
中信建投认为,2023年A股多个板块有望在政策刺激、需求回暖及低基数背景下迎来改善。行业配置可优先聚焦“盈利周期反转”方向,例如,计算机、医药、餐饮链、电力板块;其次优选依旧高景气的风、光、储以及军工中的细分方向;另外,还可继续关注地产行业政策反转后业绩有望修复的地产链龙头。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)