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)
上市车企2022年业绩冷热不均 商用车企业表现低迷******
本报记者 龚梦泽
2022年,我国汽车产销分别完成2702.1万辆和2686.4万辆,分别同比增长3.4%和2.1%,保持了恢复增长态势,这也体现在行业个股的业绩预告之中。
据《证券日报》记者梳理,截至2023年2月2日,沪深两市共有16家上市车企发布2022年业绩预告,其中净利润预增的公司有9家,占比56%。以预告净利润上限计算,16家车企平均年度净利润约为9.6亿元。
比亚迪位居净利润榜首
通过新能源业务的助力,比亚迪成为2022年国内车市的最大赢家,位居净利润榜单首位。比亚迪公告显示,预计2022年营业收入突破4200亿元,实现归属于上市公司股东的净利润160亿元至170亿元,同比增长425.42%至458.26%。
比亚迪表示,新能源汽车销量大涨推动了公司盈利大幅改善,并有效缓解上游原材料价格上涨带来的成本压力。销量方面,比亚迪新能源汽车2022年累计销量为186.35万辆,同比增长208.64%,大幅超越了特斯拉131万辆的年销量,成为去年全球新能源汽车市场的销量冠军。
值得一提的是,2023年,比亚迪将向300万辆的销售目标发起冲击。同时,比亚迪也在加大海外新能源汽车市场的开拓力度。公司董事长兼总裁王传福表示:“未来,比亚迪在拓展海外市场方面会加大力度。”数据显示,2022年,比亚迪新能源汽车在海外的销量已经达到5.59万辆,同比增长307.2%。
据长安汽车2022年度业绩预告显示,2022年归属于上市公司股东的净利润为73亿元至87亿元,比上年同期增长105.49%至144.9%。长安汽车总裁王俊表示,2022年面对缺芯、限电等诸多因素影响,公司依然实现了经营质量稳步提升。2022年市场占有率增幅为10.3%,市值增幅为420%。
据统计,长安汽车2022年累计销量达到234.6万辆,创近5年新高。一方面,通过“PLUS”“蓝鲸家族”、中高端UNI序列等产品的投放,长安系自主品牌乘用车销量达139万辆,同比增长15.5%。另一方面,得益于电动化加快推进,长安新能源汽车累计销量达28.4万辆,同比增长160%。
受益于政府扶持资金,江铃汽车2022年预计归属于上市公司股东的净利润为9.15亿元,同比增长59.37%。公司2022年业绩预告称,归母净利润增长主要是由于期内收到政府扶持资金和青云谱工厂土地及地上建筑物处置带来的利润增加,冲抵了销量下降、原材料及芯片成本上涨所导致的利润下降。2022年,公司销售了28.20万辆整车,较上年同期下降17.3%。
商用车企业业绩下滑
记者注意到,以生产货车、卡车为主的上市车企2022年业绩表现低迷。作为商用车上市企业的代表,一汽解放和中国重汽预计2022年净利润分别仅为4.1亿元和2.6亿元,同比分别大跌92%和83%。
对于业绩变动的原因,2家公司均提及自去年3月份以来,商用车市场下行压力持续加大,公司全年销量大幅度下滑,净利润较上年同比减少。可以看出,2022年由于物流不畅和油价暴涨导致的商用车市场需求大幅下滑,是造成商用车上市车企业绩下滑的主要原因。
客车企业的经营状况同样艰难。业绩预报显示,中通客车、亚星客车和安凯客车2022年预计净利润上限分别为7900万元、-1300万元和-2500万元。3家上市公司均在公告中表示,客车市场需求显著萎缩,导致盈利空间骤降。
在年度净利榜单排名靠后的企业中,北汽蓝谷预计全年净亏损达52亿元至58亿元;赛力斯预计亏损35亿元至39.5亿元;江淮汽车预计亏损14.37亿元;刚实现“摘星脱帽”的海马汽车预计2022年由盈转亏,全年净利润将亏损12亿元至18亿元。
车市回暖背景下,部分车企业绩亮眼。《证券日报》记者梳理发现,预告净利润第一位和第六位的比亚迪和力帆科技,还摘得2022年车企净利润增幅的冠亚军。据力帆科技业绩预告显示,受益于汽车业务恢复和汇率影响,公司2022年实现归母净利润1.5亿元,较上年同期增加9400万元,同比增长170%左右;实现扣非后净利润3000万元,较上年同期增加6649.95万元,同比实现扭亏为盈。
对此,中国乘用车产业联盟秘书长张秀阳表示,未来车企分化将进一步加剧,在存量领域的厮杀过程中,强者愈强,边缘企业出局将成为下一阶段车市的一大趋势。(证券日报)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)