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兰州重离子所找到了最轻的铀元素

  科学家们发现了迄今为止最轻的铀同位素。这一发现有可能揭示更多关于奇怪的粒子的信息,这种粒子在某些元素衰变时会被放射出来。
  新发现的铀被称为铀214,是一种同位素,它的中子比质子多30个,比已知的第二轻的铀同位素少一个中子。铀214比更常见的铀同位素轻得多,包括铀235;后者用于核反应堆,有51个额外的中子。
  新发现的同位素不仅更轻,而且在衰变过程中还表现出独特的行为。因此,新发现将帮助科学家更好地理解衰变的过程在这个过程里,原子核会失去一组两个质子和两个中子,统称为粒子。
  尽管科学家早就知道衰变的过程,但经过一个世纪的研究,他们仍不知道粒子形成的确切细节。
  研究人员在中国兰州的重离子研究机构创造了新的铀同位素。在那里,他们用一束氩元素粒子流轰击由钨制成的靶子,该靶子位于被称为气体填充反冲分离器的装置内。兰州实验室用的是重原子和核结构光谱仪(SHANS)。通过用粒子流轰击钨,研究人员把质子和中子打到材料里,从而创造出铀。
  铀214同位素的半衰期只有半毫秒。最常见的铀238的半衰期约为45亿年,与地球的年龄差不多。
  通过仔细观察同位素的衰变过程,科学家们能够研究强核力将物质结合在一起的四种基本力之一作用于铀表面的粒子部分,亦即中子和质子。
  他们发现,每个粒子中的质子和中子的相互作用比原子量近似的其他元素要强得多。
  研究人员说,这可能是由于铀214的原子核内中子的具体数量。新同位素有122个中子,接近幻数126,126由于中子数达到圆满,所以特别稳定。
  因为中子多,科学家容易计算质子和中子之间的强力相互作用。研究的主要作者、中国科学院物理学家张志远说,这些相互作用可以揭示出与核结构和衰变过程有关的特征。
  科学家们怀疑,更重的放射性元素里这种质子中子的相互作用可能会更强,如钚和镎的同位素。这些元素有更多的质子,它们的轨道配置表明它们可能有比铀同位素更强的相互作用。
  科学家们希望研究其他中子接近幻数的元素;然而,由于这些元素的半衰期更短,将需要更灵敏的探测器和更强大的激光。
  这些新发现于4月14日发表在《物理评论快报》上。
  https:www。sciencealert。comnewlightestknownflavorofuraniumrevealssecretsofatomicstability
  评论勘误
  每个粒子中的质子和中子的相互作用比原子量近似的其他元素要强得多sciencealert原文本身有点理解偏差,要解释清楚应该是铀214与其他拥有相近质子数或中子数的别的元素或同位素相比,这个铀214表面壳层处的pn(质子中子成对)相互作用强度是最强的
  由于中子数达到圆满duetotheconfigurationoftheneutronsincompletesets,orshells由于126个中子刚好填满了轨道或者说壳层
  因为中子多,科学家容易计算Withthisconfiguration,itiseasier在刚好126个中子(或相近数量)的情形,科学家容易计算,铀214拥有122个中子所以也能计算
  另外译文的遣词造句容易让人理解成铀214的pn相互作用很强,因为接近幻数126,而126就等于特别稳定,所以铀214才那么强那么稳定
  但其实铀218才是刚刚好126个中子,铀218就比铀214更稳定,前文也说了铀214的pn相互作用比起质子数中子数相近的同位素(例如包括铀218)更强,这恰恰说明了pn相互作用越强它就反过来越不稳定
  那为什么要提一嘴122接近幻数126呢?其实重点不是为了讲稳不稳定,而是为了解释中子壳层几乎满员,此时的方程最好求解(就像给一群小孩子发一堆椅子,大家都坐下以后还有几人没椅子或者还有几张空椅子就一目了然了),然后才能引出通过精确求解,我们找出了铀214的pn相互作用那么强的具体原因,而不是说因为122接近126,126就稳定,所以122就强

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