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潛心研究 厚積薄發,  張志遠立志“續寫”元素周期表

2022-08-08 17:11:15 來源: 科技日報 作者: 頡滿斌?

科技日報記者 頡滿斌 

    三伏天的甘肅蘭州,烈日炎炎,中國科學院近代物理研究所(以下簡稱近代物理所)的研究員張志遠和往常一樣,一大早就一頭扎進了實驗室。

    2007年,大學畢業的張志遠進入了近代物理所攻讀博士學位,從那時起便開始了新核素和超重核的研究工作。

    “基礎研究是枯燥的,也不容易取得進展?!睆堉具h說,有時候為了一個實驗付出很多,實驗結果卻并不一定理想。

    然而,他卻甘心“坐冷板凳”,濃厚的興趣是他和課題組成員堅守的理由。

    取得多項重要成果

    “每一種新原子核的合成都是異常困難的,整個過程堪比‘大海撈針’?!睆堉具h告訴科技日報記者,原子核的合成需要利用大型的重離子加速器和先進的實驗測量裝置,反應靶材料經過長時間的束流輻照,才能成功合成目標原子核。

    一般來說,一次打靶實驗需要使用至少100億億個束流粒子、大約1億個核反應產物,只能產生很有限的幾個目標新原子核。

    國際上在新核素的合成方面競爭非常激烈。尤其是極端條件下重核區新核素和新元素的合成,被看成是國家科技水平的重要體現。

    課題組科研人員及其合作者首次合成新核素鈾-214,并在重核區首次發現中子相互作用導致α衰變中α粒子形成幾率顯著增強的現象。2021年4月該研究成果以亮點文章“編輯推薦”的形式發表在國際物理期刊《物理評論快報》上,給課題組枯燥的工作注入了一針“興奮劑”。

    “令人振奮的成果遠不止于此?!毙潞怂氐娜斯ず铣梢恢笔墙锢硭闹匾芯糠较?。

    據近代物理所核物理中心主任周小紅研究員介紹,最近10多年,課題組利用蘭州重離子加速器共合成了10多種極端缺中子的錒系新核素,使我國成為近年來在該核素區域合成新原子核最多的國家。

    向新元素發起挑戰

    自然界中天然存在的最重的元素是92號鈾元素。比鈾更重的元素都是利用人工核反應的方法合成的。近半個世紀以來,這些研究工作都是由國外的大型核物理實驗室來完成的,我國科學家只參與了較少的工作。這讓張志遠很不服氣。

    張志遠說,新元素由誰合成,誰就有權利為這個元素命名。元素周期表上,目前已知的最重的元素已經到了118號元素。

    在他看來,合成第119號新元素是勇攀科學高峰的集中體現,也是學科發展的必然要求。

    可喜的是,隨著近代物理所加速器技術水平的突飛猛進,“張志遠和課題組終于有能力開展新元素合成的實驗研究?!闭n題組主任甘再國研究員激動地說。

    張志遠向記者透露,目前課題組正在建設中國超重元素研究加速器裝置,已經研制了新一代充氣反沖核譜儀裝置。

    “未來幾年,我們將利用極高束流強度的超導直線加速器開展新元素的合成實驗研究,力爭合成下一個人造元素?!睂τ谶@個目標,張志遠充滿信心。

責任編輯: 李國敏
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