Z=117和119超重核素的理论研究

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超重核区原子核的α衰变寿命的研究

（池学院河物理与电子３程系。西－广宜州５６０）４３０
［摘
要］对超重核区（Ｚ≥１０）１中的３０个原子核运用文献［］出的新参数的ＶｏｒＳａｏｇ式和文１给ｉａ — ｅｂｒ公ｌ
献［］２所给出的三个公式及其参数分别计算衰变寿命，所得的计算结果与实验值进行比较，出上述四个计算将得ａ衰变寿命公式中最理想的公式是新参数的Ｖｏａ —Ｓａｏｇ式的结论．ｉｒｅｂｒ公ｌ
［关键词］超重核；衰变寿命；ｉａ — ｅｂｒ公式；ｏｅ公式ＶｏｒＳａｏｇｌＲｙｒ［中图分类号］０７．２＋１５１３［文献标识码】Ａ［文章编号］６２— ０１２１）５— ０８— ５１７９２（００００１０
１８
Ａ核和奇奇核进行最小方差拟合得到的一组常数．上述这五个参数的值是利用最新的Ｏ衰变能和衰变寿命ｔ的实验值，选取在超重核区（ ≥ １４Ｚ０）的７个核素利用最小二乘法对Ｖｏａ—Ｓａｏｇ式进行重新拟合得１ｉｌｅｂｒ公
其中，Ａ和Ｂ是与母核原子序数相关的常数．９６年ＶｏａＳａｏｇ推广了Ｇｉｒｕａ定律，出１６ｉ和ｅｂｒｌｅｇ —Ｎｔｌｅｔｌ提了如下公式 ¨ ：ｌｇ＝（ｚ＋ｂＱ＋（Ｚ＋ｄｏ１００）：ｃ）＋ｈｌ。
［］１给出修改了参数的Ｖｏ — ｅｂｒ公式，ｉａＳａｏｌｇ而文献［］２给出了多个计算Ｏ衰变寿命的公式．／在超重核的研

中国科学院研究生院硕士学位论文

通过初步调试，测试了该超重谱仪充气段的一些基本性能，测量了谱仪的一些相关参数，为其投入今后的物理实验研究提供了必要的经验和参考。关键词：超重谱仪，充气分离器，传输效率，接收度
I
ABSTRACT
ABSTRACT
The Gas-filled Recoil Spectrometer for Synthesis of Superheavy Elements and the Early Part of Its Regulation and Test
From these experiments, we have got many useful parameters of such experimental setup, which would give us very important references for the exploration for superheavy nuclei in the near future.
Wang Changhong(Particle and Nuclear Physics) Directed by Gan Zaiguo
The principle of operation of the gas-filled recoil separator for synthesis of superheavy elements and the present status of such experimental setups of different laboratories were surveyed and discussed in detail. Then, the current state of the gas-filled recoil spectrometer for synthesis of superheavy elements at IMPCAS was given. The actual performance of the spectrometer in our laboratory was tested by the off-line and on-line techniques. By changing the installation place of α sources and detectors, we got the acceptance of the spectrometer and the transmission efficiencies of such setup for the beam of α particles at different energy and different dispersion, measured the effect of filling gas on the transmission efficiency and simulated the transmission efficiency as a function of the target thickness. As a result of the off-line experiment, some parts of such setup which have been installed imprecisely were regulated. The best detector for the beam monitor and its best installation place were determined by the online experiments using heavy-ions bombarding at thin target, the transmission efficiencies of the spectrometer were measured by detecting the recoil nuclei of traget in the focal plane.

2.核物理与粒子物理讲义-第一章原子核的基本性质1

与此同时，天体物理的许多重要问题如能量和元素的来源，中子星的结构和冷却，超新星的爆发，都涉及到基本的核物理问题，尤其是弱束缚核的结构和反应。另一方面，天体中的核过程与核聚变等装置中的核过程相似，通过相关研究可以为核能源开发应用等提供重要信息和参考资料。核物理与天体物理的交叉不仅是人类认识天体及宇宙演化过程及规律的重要方式，并且与能源开发和利用、国防安全建设等密切相关。放射性核束物理涉及众多新的核样本和核数据，将在超重核合成合成、新型核材料、新型核能装置等方面产生难以估量的重大影响。
1、259Db合成：首次进入超重核区
测量结果: Eα = 9.47MeV,
22Ne+241Am→259Db
探测器面对产物样品测得的α谱
T1/2 = 0.47 s， Qα=9.70MeV 我国新核素合成首次进入超重区!
A new alpha-emitting isotope 259Db Euro. Phys. J.，A10, (2001) 21-25 产物样品移去后测得的α谱
(197 Au, 10 B, 16 C, 10 He, 11Li, 11Be) 79 5 6 2 3 4 2 3 235 U, 238 U) (1 1H, 1H, 1H 92 92 3 4 (2 1H, 2 He, 3 Li) 40Ar , 40K , 40Ca ) (18 19 20 60m 60 * 同核异能素(Isomer)：有确定的质子数和中子数但能量不同的核素 ( 27 Co或27 Co )
■
未来5年— 超重元素探索和新核素的合成
关键科学问题：超重核合成的新机制和技术
1）截面1 pb以下；2）现有融合体系中子数缺10个左右；3）长寿命核无法利用现有在束 α-α 级联衰变的方法进行单个事件鉴别

超重核 294 118和 292 116基态性质的相对论平均场研究

文章编号：６１６０（０８０ — ００ —０１７ — ９６２０）４０１２
超重核２１１２１８和１态性质的相对论平均场研究６基
王庭太，凤歌，玉广，王张李红
（原工学院，州中郑４００）５０７
以写成：
就成为物理学家和化学家努力探索的重要课题之一．近十几年来，着一系列新核素的合成，重核的研究随超
再次成为核物理学研究的热点．国ＧＳ实验室、德Ｉ俄罗斯Ｄｕｎ联合研究所等国际著名的研究机构相继ｂａ合成了１４１５１６和１８号元素的同位素－］１、１、１１４．目前，罗斯Ｄｕｎ俄ｂａ联合研究所正在为合成１０号元素２
ａａ一ｅｇｊ
位能曲线中也可很清楚地看出这２个核的一系列能量
９９
６
３
极小值与相应的形变，图中可以清楚地看出，从２个核
关
键
词：相对论平均场；重核；合能超结
文献标识码：Ａ
中图分类号：０７．１５１２
上世纪６Ｏ年代末，物理学家预言在质子数为核
ｌ８及１６的性质进行研究．对论平均场理论把核ｌ１相
基金项目：家自然科学基金资助项目（０７Ｏ８国５５７６）

拟解决的关键科学问题和主要研究内容

三、拟解决的关键科学问题和主要研究内容在通常的稳定原子核中，质子和中子有对称相处的趋势(同位旋对称)，由此形成β稳定线。

远离β稳定线，则是指原子核的中子-质子数之比发生很大变化，或者说同位旋远离对称值。

此时系统的单核子束缚能减小（接近连续态），容易发生放射性衰变。

理论估计这种放射性的核可以达到约8000个，比传统核物理研究的对象（约300个）要多得多，它们可以在实验室或者天体核过程中大量产生。

初期的实验和理论研究表明，在远离稳定线区域，由于量子多体关联和与连续态的耦合，核的基本结构和反应过程可以发生引人注目的变化，如晕结构、集团结构、新幻数、软巨共振、多反应道耦合和多步反应过程等等。

这些变化通常是量子化和跳跃式的，往往被少数价核子的特殊关联性质所决定。

特别值得注意的是轻核区和新的幻数附近区域（包括超重核区），若干价核子的耦合效应更加突出。

这些变化会引发核反应概率反常地增强或减弱，从而改变人们对诸如能量释放和核素变迁过程的传统认识，产生难以估量的新的应用和对天体过程等的新的解释。

实验室研究远离稳定线核物理需要首先通过加速器和初级反应产生非稳定核组成的次级束流，所以又称为放射性核束物理（也称非稳定核物理、弱束缚核物理、奇特核物理等等）。

目前已经实现的放射性束流装置还只能达到部分非稳定核区域，并且束流强度普遍较弱（比稳定核束小几个数量级）。

随着粒子束流技术和探测技术的发展，还会不断观察到新现象和新例证。

因此，放射性核束物理还是正在起步的总体上待开发的广阔领域，它的核心问题就是非稳定核的结构和反应特性。

放射性核束物理必然直接影响到人们已经追求了几十年的超重元素的合成、鉴别和应用。

元素是自然界的最基本资源，超重元素的合成关系到一系列重大的基本科学和应用问题。

自二十世纪60年代中期理论预言了在Z=114、N=184附近存在超重核素稳定岛以来，欧洲和美国的一些著名实验室一直以巨大的热情进行超重元素合成的探索，不断取得进展。

原子核角动量量子数

四、原子核的大小
1、半径：
多数原子核基本上是球形，实验测量出原子核的半径，得到核半径的经验公式： R = r0 A1/3
r0=1.4×10-15m=1.4fm
2、体积：原子核的体积近似地与质量数成正比：
4 3 4 3 V R A r0 AV0 3 3
3、密度：
M Au Au 3 u 4 3 4 r03 V V A r0 3
六、原子核的宇称、电四极矩、统计性和同位旋 •
• • • 1.原子核的宇称 2.原子核的电四极矩 3.原子核的统计性 4.同位旋
1. 原子核的宇称
• （1）空间反演变换：（x，y，z）（-x，-y，-z） • （2）宇称：是表示描述微观粒子体系状态的波函数在空间反演变换下的奇偶性的物理量。（x，y，z）= （-x，-y，-z）（偶宇称）（x，y，z）=- （-x，-y，-z ） Байду номын сангаас奇宇称） • （3）宇称守恒：孤立体系的宇称不会从偶性变为奇性或从奇性变为偶性。
核素图
Z
不
可能的超重元素岛
稳
Z=114
定海洋
质子数
已知核素半岛
核
素
图
N
1、稳定核素集中在Z=N的直线上或紧靠它的两侧，构成稳定核素区。 2、稳定核素中质子数与中子数之比：轻核为1；最重的核 N / Z 1.6 3、Z<84的核素有一个或几个稳定的同位素; Z>84的以及质子数或中子数过多的核都是不稳定的放射性的同位素。
Q(10-28)m2 0 0 +.000273 +0.02
n
1 1 2 1 7 3
H H Li N O Cl In Lu Sb

超重元素的研究进展

超重元素的研究进展超重元素是指原子序数大于等于104的元素，也被称为超重核素，它们的核内含有大量的中子和质子，相对不稳定。

人类对这些元素的研究历史并不长，因为尽管超重元素在宇宙中存在，但天然的样品很难获取。

因此，人类一直在通过人造核反应来制造和研究超重元素。

自从1940年代中期以来，人类已经合成了118个元素，其中94个为天然元素，剩余的为人造元素。

如果超过118个元素的存在仍然是一个谜，那么更高的原子序数被认为是行不通的，因为这会导致它们的核变得不稳定。

然而，人类已经成功地制造了数个原子序数超过118的超重元素，并对它们进行了研究。

直到20世纪90年代末，美国劳伦斯伯克利国家实验室的两个研究小组才获得了112和114两个元素。

这些新合成的超重元素极其不稳定，寿命极短，在数毫秒内就会分解成更轻的元素。

由于寿命短且制备困难，人们对超重元素的了解非常有限。

然而，随着技术的改进，科学家们在超重元素研究方面取得了巨大的进步。

在2000年代初，日本RIKEN实验室的研究团队成功地合成了元素113和115，而后又185同位素、209同位素发现了超重元素116、117、118元素。

其中，元素113和115比以往的超重元素寿命更长，并可以用较高的置信度进行鉴定。

现在的关键问题是如何扩大超重元素的生存时间。

目前，国际上的超重元素研究领域主要集中在核反应中使用最大限度的动能来达到最大可能的原子核碰撞和核融合，以产生更稳定的超重元素。

另外，科学家们还在寻求更好的方法来制造超重元素。

到目前为止，科学家以及研究人员已经合成了1-118号元素，并预测了高过118号元素的存在。

超重元素的稳定性的研究将有助于人类更好地理解元素周期表的内部规律、核反应的机理，甚至可能为深层次的物理学和化学理论领域的研究提供新的思路。

总之，超重元素的研究发展至今已经经历了50多年的历程，以极为繁杂的实验和技术挑战为特点，但是我们相信，超重元素的更多有关信息将在不久的将来被揭示出来，带给我们更多的惊喜和认知上的启示。

第06讲原子结构和核外电子排布(学生版)

第6讲原子结构和核外电子排布我要扼住命运的咽喉，他绝不能使我完全屈服。

——贝多芬复习目标1．知道元素、质量数、核素、同位素的含义。

2．能根据核素符号判断质量数、质子数和中子数的数值。

3．了解原子核外电子的排布规律，能画出1～18号元素原子和简单离子的结构示意图。

复习重点难点1．核素表示及有关量的计算。

2．电子排布判断。

概念原子核内所有_____和中子的相对质量取近似整数值后相加所得的数值构成原子的微粒间的两个关系质量数(A)＝________＋________质子数＝核外电子数＝___________＝原子序数粒子间三关系质量关系质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)原子的相对原子质量近似等于质量数电性关系电中性微粒(原子或分子)核电荷数＝核内质子数＝核外电子数带电离子(质子数≠电子数)阳离子(R m＋)质子数＞电子数电子数＝质子数－m阴离子(R m－)质子数＜电子数电子数＝质子数＋m数量关系原子序数＝质子数元素、核素、同位素、同素异形体的比较区别元素核素同位素同素异形体本质质子数相同相同的一类原子总称质子数、中子数都一定的原子质子数相同、中子数不同的核素同种元素形成的不同单质范围同类原子原子原子单质特性只有种类没有个数化学反应中的最小微粒化学性质几乎完全完全相同相互相同、性质及组成或结构不同决定因素________质子数、________质子数、中子数组成元素、结构举例H、C、O三种元素11H、21H、31H三种核素11H、21H、31H互称同位素O2与O3互为同素异形体自学1自学2自学3自学4联系1．电子排布三规律①电子总是尽可能先从K层排起，当一层排满后再填充下一层。

②原子核外各电子层最多容纳2n 2个电子。

③原子最外层电子数不能超过8个(K 层为最外层时不能超过2个)，次外层电子数不能超过18个。

2．原子结构示意图①小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核及核内质子数 ②弧线表示电子层 ③弧线内数字表示该层中的电子数3．离子结构示意图①当主族中的金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与少一个电子层的稀有气体元素原子相同的电子层结构②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成与电子层数相同的稀有气体元素原子相同的电子层结构质量数与中子数判断1．符号A Z X ±cm ±n 中各个字母的含义2．质量数(A )＝质子数(Z )＋中子数(N )（2023·江苏学业水平合格考）我国研发出高功率全钒液流电池。

RIB物理前沿问题

质量测量谱学
110区系统研究 114
106
92
184
2p发射
44Mg
集团结构 β延迟n发射
熔合、直接反应天体核过程
世界范围大型RIB装置
美国FRIB 2020
BRIF 2014
HIRFL CSR
CIAE
CSR 2008 HIAF 2019?
法国SPIRAL-II 2014
德国FAIR 2018
RIB物理前沿的几个故事
叶沿林
北京大学物理学院和核物理与核技术国家重点实验室
2014.02.27.
1
提纲
I. 前言 II. 晕核的故事 III. 零度谱学的故事 IV. 原子核集团结构的故事 V. 新幻数与新的有效相互作用的故事
结语
Nucleaห้องสมุดไป่ตู้ Science
原子核
强子
物质最微观层次 — 质量核心量子多体复杂体系丰富的相互作用、内秉自由度
•Simplicity out of complexity
How the world of complex systems can display such remarkable regularity and simplicity
RIB重要物理问题（交叉核天体）
稳定核非稳定核
教科书
液滴模型？
V ∞A（高密） B ∞A（饱和）
双Borromean核；丰富的集团结构和单粒子态结构。有指标意义。
Sn
0
5678
A for He
在日本理化所提出并主导完成8He敲出反应实验 RIKEN-RIBF Exp. RRC48, 2009.08.
1）首次在中能区用质子标记区分敲出反应机制； 2）选择机制条件下获得更精确的7He共振态； 3）直接观测奇特核基态集团和双中子结构。

20版新教材人教版高中化学必修一研究与实践：认识元素周期表

研究与实践:认识元素周期表 (针对教材P99“研究与实践”)
【材料阅读】材料一:周期律发现前的元素分类 (1)1789年拉瓦锡在他的著作中首次发表了《元素表》。 (2)1829年德伯赖纳提出五组“三素组”:Li、Na、 K;Ca、Sr、Ba;P、As、Sb;S、Se、Te;Cl、Br、I。
(3)1864年英国人欧德林用46种元素排出了“元素表”。同年德国人迈尔依原子量大小排出“六元素”表。该表对元素进行了分族, 有了周期的雏形。
提示:以H、He对称,左侧白色格的单元中各族的排列规
则为
;右侧白色格的单元中各族的排列规则
为
。白色格按逆时针方向旋转,灰色格按逆时
针方向旋转,原子序数依次增大。
2.如图所示是一种扇形元素周期表的一部分:
请对照现行周期表回答: (1)写出编号①、②、⑤、⑦、⑧对应元素名称。提示:氢、钠、氧、硫、氯。
(2)该扇形元素周期表的编排原则是什么? 提示:与现行元素周期表类似,按扇形由内向外依次排列1～7周期元素,一周期为一层;不再划分族,将结构、性质类似元素从左向右排列,共18列。
提示:“三素组”的元素最外层电子数相等,化学性质相似,即现行周期表的同主族元素。
(2)从现代元素周期表看,出现“八音律”的科学依据是什么? 提示:原子的最外层电子数出现1～7的周期性变化。
(3)你还见过哪些形式的元素周期表?请举例说明,并自制一张元素周期表。提示:①圣塔克拉拉大学Sheehan教授制作的显示各元素丰度的周期表(面积越大代表该元素在地球的含IUPAC的承认和命名,七个周期的元素周期表已完整了。但是, 确切地说, 目前只是刚刚踏上超重元素“稳定岛”的边缘地带, 还没有完全进入“稳定岛”。一个带有幻想式的大远景周期表中包含了218 种元素。

放射性核素

放射源
放射源是把放射性核素，依照使用量制成片状或柱状的封闭题，便于使用。根据放射性的不同，分为α、β、 γ源。中子源可以通过重核素的自发裂变（如 Cf-252中子源）或α源与吸收α粒子释放中子的材料（如 Am-Be 中子源）制成。
核素应用
稳定或极长寿命的核素只有不到300个。随着科学的发展，放射性同位素更多通过加速器或反应堆通过核反应合成，已知的放射性核素大约2000多种，理论预言滴线内存在8000种以上放射性核素，称为人工放射性。
放射性核素
物理、医学名词
01 核素简介
目录
02 核素分类03 相关物理研究04 Nhomakorabea天然核素
05 放射源
06 核素应用
放射性核素，也叫不稳定核素，是相对于稳定核素来说的。它是指不稳定的原子核，能自发地放出射线（如 α射线、β射线等），通过衰变形成稳定的核素。衰变时放出的能量称为衰变能，衰变到原始数目一半所需要的时间成为衰变半衰期，其范围很广，分布在1015年到10-12秒之间。
感谢观看
天然核素
天然放射性核素
天然地，地球上有28种化学元素具有放射性，其中有34种放射性同位素是在太阳系形成前就存在的，长寿命的如铀和钍，短寿命的像镭及氡，称为天然放射性。
地球上放射性的来源是原初核合成和其后的各种核燃烧过程的残留物。长寿命的放射性核素存在在自然界岩石中，宇宙射线也会形成自然界中少量的放射性核素。在地壳中核素的衰变对地球内部的热量产生有一定贡献。
相同质子数（又称原子序数）Z，中子数N不同的核素，称为同位素，相同质子数的同位素因其化学性质相同又统称元素；相同中子数N，质子数Z不同的核素，称为同中子素；相同质量数A（A=Z+N），质子数Z不同的核素，称为同量异位素。

原子核理论模型1

这样解除了部分能级的简并，使 l 一定的能级分裂为 j = l ±
1 的两条能级。 2
最终使单粒子能级发生大的分裂得到全部幻数。
得到的能级图如下图所示：
幻数的实现
第五节单粒子壳模型的应用
单粒子壳模型对于说明原子核的基态自旋、宇称取得较大成功，但对于磁矩、电四极矩、低激发态性质及跃迁几率的计算仅在幻数附近，尤其满壳多或者少一个核子的情况下才成功。一、原子核的基态自旋和宇称
µI = µ j = g j µ N j
j + 2.29 µj = j − 2.29 j j +1 1 (j = l + ) 2 1 (j = l − ) 2
奇质子核磁矩
奇中子核磁矩
−1.91 µj = 1.91 j j +1
1 (j = l + ) 2 1 (j = l − ) 2
二、核素丰度
1、地球、陨石等的化学成分：这几种核素含量比附近核素多很多
符号质子数Z 中子数N He 2 2 O 8 8 Ca 20 20 Ni 28 32 Sr 38 50 Zr 40 50 Sn 50 70 Ba 56 82 Ce 58 82 Pb 82 126
出现概率多的数字：2, 8, 20,28, 50, 82
Woods-Saxon势阱
− V0 V (r) = 0
r≤R r>R
1 V ( r ) = −V0 + mω 2 r 2 2
−V0 V (r ) = 1 + exp[(r − c) / a ]
二、球形谐振子势
谐振子势
1 2 1 ˆ ˆ H= p − V0 + mω 2 r 2 2m 2

乳腺癌前哨淋巴结活检示踪剂研究进展

乳腺癌前哨淋巴结活检示踪剂研究进展吴爽; 孙晓; 丛斌斌; 王永胜【期刊名称】《《中国癌症杂志》》【年(卷),期】2019(029)007【总页数】5页(P540-544)【关键词】乳腺癌; 前哨淋巴结活检术; 示踪剂【作者】吴爽; 孙晓; 丛斌斌; 王永胜【作者单位】济南大学山东省医学科学院医学与生命科学学院山东济南250200; 山东大学附属山东省肿瘤医院乳腺病中心外科三病区山东济南250117【正文语种】中文【中图分类】R737.9目前，前哨淋巴结活检术（sentinel lymph node biopsy，SLNB）替代腋窝淋巴结清扫术（axillary lymph node dissection，ALND）已成为早期乳腺癌腋窝淋巴结处理的常规[1-3］。

SLNB在提供腋窝淋巴结转移状况信息的同时降低上肢淋巴水肿、感觉异常及运动障碍等并发症的发生率[4］。

目前，国际及国内指南推荐联合使用核素和蓝染料进行乳腺癌的SLNB，以获得较高的成功率和较低的假阴性率[5］，然而蓝染料及核素示踪剂均存在一定缺陷。

理想的示踪剂应具备较好的前哨淋巴结（sentinel lymph node，SLN）靶向性（示踪剂由外周淋巴管网进入淋巴系统并快速积聚、停留在第一站淋巴结） [6］、可视性（确保SLN可被准确地识别，肉眼可见或可经特殊设备探测发现）和易质控，同时需要具有较多的循证医学证据支持、操作便捷、价格低廉和不良反应轻的特点。

近年来国内外学者开始尝试新型示踪剂应用于乳腺癌SLNB，本文分析传统示踪剂的局限性，并将介绍近年来新兴的示踪剂，探讨其应用的可能性。

1 染料示踪剂蓝染料法进行SLNB时，要求检出所有蓝染的淋巴管汇入的第一站淋巴结。

检出全部染色的淋巴管是避免遗漏SLN、降低假阴性率的关键。

对于蓝染料示踪剂，国内多应用亚甲蓝（美兰），国外多应用专利蓝及异硫蓝。

三种示踪剂行SLNB 的成功率和假阴性率相近[7］。

现有工作基础和条件

八、现有工作基础和条件中科院近代物理研究所建立的兰州重离子加速器国家实验室，在七五期间建成了大科学工程重离子加速器（HIRFL；1.2亿元），为国内外数十个研究单位提供了实验研究条件。

1997年又建成了具有国际同类装置先进水平的放射性束流装置（RIBLL；1500万元）。

国家“九五”重大科学工程“兰州重离子冷却储存环”（CSR; 2.9亿元）于1999年正式动工，2006年调试出束，目前正在逐步投入使用，是我国放射性核束物理研究的实验基地。

除了重离子回旋加速器HIRFL、 CSR和放射性束流装置RIBLL、RIBLL-II之外，实验探测装置主要配备了多台高纯锗和Glover探测器、带电粒子球等通用装置；还有多种专用的He-Jet 快速带传输系统、在线熔化铅靶热色谱分离装置、快速传送反应产物的跑兔装置、束流脉冲调制装置、在线同位素质量分离器、时间位置探测装置以及位置灵敏带电粒子、中子探测装置等；同时还配有较先进的核电子仪器及相应的数据获取和数据分析系统。

目前正在建设速度选择器、单粒子鉴别装置、新的超重谱仪、CRS外靶探测装置等。

在中国原子能科学研究院建立的串列加速器国家实验室，是一个国内核物理实验和理论研究基地。

HI-13串列加速器于“七五”期间建成（6000万元），已稳定运行十五年，面向全国，是国际上高效运行的同类加速器之一。

在HI-13串列加速器上于“八五”期间建成了低能放射性束装置GIRAFEE（500万元），已产生11C、17F、7Be、13N和6He等放射性束用于物理实验。

目前正在兴建“北京放射性束装置（BRIF；3.9亿元）”大科学工程。

实验探测装置方面，和中科院近代物理所合作建立了由14台反康高纯锗γ探测器组成的高效高分辨γ探测装置；配备高分辨Q3D磁谱仪、加速器超灵敏质谱仪、高能γ谱仪等实验装置。

串列加速器实验室的核电子学设备、在线数据获取和离线数据处理系统以及公用探测器提供了开展物理实验的公共基础条件。

认识元素周期表的研究与实践

《认识元素周期表》的研究与实践【研究目的】元素周期表自发现至今已有一百多年。

随着人们对科学的认识不断深入，元素周期表也演变出多种形式。

通过了解形式各异的元素周期表，加深对元素间的关系和其中所蕴含的科学方法的认识。

【阅读资料】材料一周期律发现前的元素分类(1)1789年，拉瓦锡在他的著作中首次发表了《元素表》。

(2)1829年，德伯赖纳提出五组“三素组”：Li、Na、K；Ca、Sr、Ba；P、As、Sb；S、Se、Te；Cl、Br、I。

(3)1864年，英国人欧德林用46种元素排出了“元素表”。

同年德国人迈尔按原子量大小排出“六元素”表。

该表对元素进行了分族，有了周期表的雏形。

(4)1865年，英国人纽兰兹把62种元素按原子量递增顺序排表，发现每第八个元素性质与第一个元素性质相近，好似音乐中的八度音，他称之为“八音律”。

“八音律”揭示了元素化学性质的重要特征，但未能揭示出事物内在的规律性。

材料二元素周期律的发现1867年，俄国人门捷列夫对当时已发现的63种元素进行归纳、比较，结果发现：元素及其化合物的性质是原子量的周期函数的关系，这就是元素周期律。

依据元素周期律排出了元素周期表，根据元素周期表，他修改了铍、铯原子量，预言了三种新元素，后来陆续被发现，从而验证了门捷列夫元素周期律的正确性。

材料三发展远景——稳定岛理论的出现1967年，科学家们预言在闭合双壳层Z＝114和N＝184附近存在一个超重核素的“稳定岛”。

理论上超重核素的半衰期最长可达1 015年。

为了跨过不稳定核素的“海洋”真正登上“稳定岛”，科学家采用重离子作为入射粒子有效地引发合适的核反应。

现在，104～118号元素皆已被成功合成出，并得到了IUPAC的承认和命名，七个周期的元素周期表已完整了。

但是，确切地说，目前只是刚刚踏上超重元素“稳定岛”的边缘地带，还没有完全进入“稳定岛”。

一个带有幻想式的大远景周期表中包含了218种元素。

1．某同学设计如图所示元素周期表(空格中均有对应的元素填充)：(1)白格中是什么元素？灰格中是什么元素？(2)已知Z元素的最外层电子数是次外层的3倍，则X、Y、Z是什么元素？(3)该元素周期表的编排原则是什么？提示(1)白格中都是主族元素和0族元素，灰格中都是副族元素。

冯兆庆教授简介

ӹ࣋߷̲冯兆庆（ＦＥＮＧ　Ｚｈａｏｑｉｎｇ），汉族，甘肃定西人。

２００２年７月毕业于兰州大学原子核物理及核技术专业，获理学学士学位。

２００７年７月毕业于中国科学院研究生院粒子物理与原子核物理专业，获理学博士学位（硕博连读）。

２００８年４月至２０１８年４月，在中国科学院近代物理研究所从事研究工作；２００９年晋升为副研究员，２０１６年晋升为研究员，同年被批准为博士生导师。

２０１８年５月至今，在华南理工大学物理与光电学院工作。

至今已指导博士后１名，博士研究生３名，硕士研究生４名。

２０１２年入选中国科学院青年创新促进会会员，２０１７年获国家优秀青年科学基金资助，目前兼任全国核反应专业委员会委员。

冯兆庆教授近年来主要从事超重核反应机制、丰中子重核产生、超重新核素生成探索，重离子熔合动力学，中高能重离子碰撞动力学和粒子产生机制，同位旋物理，强子引起的核反应机制和超核产生动力学等方面的研究工作。

取得的主要成果有：①超重核反应机制和合成超重新核素的探索。

在双核系统思想下，重系统碰撞形成超重核动力学过程中的俘获（碰撞系统穿过库仑位垒）、熔合（准裂变竞争）和蒸发（主要和裂变竞争）分别采用半经验耦合道模型、求解主方程和统计蒸发理论来描述，建立了一个描述超重核形成的动力学模型。

基于该方法解释了以２０８Ｐｂ和２０９Ｂｉ为靶的冷熔合反应和丰中子双幻核４８Ｃａ轰击锕系核的热熔核反应合成超重核物理机制；系统研究了以锕系核为靶利用稳定丰中子弹核合成;＝１０８－１１４介于冷熔合和热熔合之间的超重新核素；探索产生超重核的其他反应机制，如库仑位垒附近多核子转移反应等，建议了合适的反应系统和束流能量。

②中高能重离子碰撞动力学和粒子产生研究。

建立了量子分子动力学输运模型（ＬＱＭＤ），完成了程序编写。

ＬＱＭＤ模型已成为研究中高能重离子碰撞物理的主要方法。

基于ＬＱＭＤ模型，研究了重离子碰撞和反质子（质子、介子）引起核反应中介子和奇异粒子产生的动力学；分析了核介质效应在粒子产生快度分布、横向动量分布、不变截面谱分布和集体流等物理观测量中的影响；系统研究了重离子碰撞提取对称能密度依赖性的观测量；研究了反质子、高能质子和重离子碰撞中碎片产生和超核形成的机制；提出了在国内某强流重离子加速器上开展反质子物理研究的方案；还提出了结合俄罗斯ＮＩＣＡ、德国ＧＳＩ的ＳＩＳ１８和ＦＡＩＲ（ＣＢＭ和ＰＡＮＤＡ）、日本ＲＩＫＥＮ和Ｊ－ＰＡＲＣ等大科学装置开展核物质相结构和超核物理研究的方案。

发现新元素的化学方法和实验技术

发现新元素的化学方法和实验技术随着人类对于自然科学的研究与探索，越来越多的元素被发现。

目前，已知的元素总数达到了118个，其中90个元素都是由人类实验得到的。

那么，人类是如何发现这些新元素的呢？1. 原子序数推测法原子序数推测法是发现新元素的传统方法之一。

根据元素的周期性规律，化学家可以预测新元素的性质和存在的可能性。

例如，俄罗斯化学家门捷列夫曾经预测了镭、铀等元素的存在；美国化学家塞博格曾经通过推测预测到了锕、锔等元素的存在。

这种方法虽然在历史上曾经发挥过重要作用，但是由于周期表中元素的不确定性和原子序数分配的限制，目前已经较少使用。

2. 加速器质谱法加速器质谱法是目前最主要的发现新元素的方法之一。

该方法利用大型加速器对两种不同种类的离子进行加速，使它们产生撞击，生成新的超重核素。

然后，运用质谱仪的技术分离出新元素。

这种方法的优点在于精度高、检测时间短、能够对不稳定的元素进行检测和研究。

例如，在德国的格奥尔格-斯腾诺夫研究所，化学家们利用加速器质谱法成功发现了最新的元素——欧石英Esh （原子序数115）。

3. 合成法合成法是化学家们发现新元素的另一个重要途径。

合成法的主要思想是利用已知元素之间的化学反应，合成出新的超重核素。

化学家们通过调节反应的环境，例如温度、气压、反应时间等条件，来获得目标元素。

例如，荷兰科学家们就是通过将镉(Cd)和钒(V)在铯(Cs)离子源中进行撞击反应，在90个实验周期中，最终合成出了填补元素周期表中间空白的元素——莫斯科Pol（原子序数强为115）。

4. 原子核反应法原子核反应法也是一种发现新元素的方法，它将两个原子核进行碰撞，借助重质元素间的各种核反应，产生新的超重核素。

这种方法使用的是少量的材料，并且在实验室里适用性较高，但是存在的局限性较大，因为实验的借助较多的原子核反应，需要较高的精度和进一步的化学提取方法。

例如，在俄罗斯联邦核能与粒子物理学研究所，通过利用加速器将芒机宮（Mn）离子与镀银和镀钛的氮原子进行碰撞。

核辐射与防护基础ppt

BC
ac
Z2 A1/3
ac
3 5
e2 r0
.
31
(4)对称能 B Sym
BSymaSym(NAZ)2
(5)对能 B P
考虑到核内Z(或N)为偶数比Z(或N)奇数时的结合能大的事实，在结合能的公式中还要引入对能项。
BP aPA1/2
1 偶偶核
0 奇A核
1 奇奇核
.
32
结合能半经验公式为：
4、核力的电荷无关性 FppFnnFnp
5、核子在极短程内存在斥力芯核子相距0.8-2.0fm时，表现为吸引力核子相距小于0.8fm时，表现为排斥力核子相距大于10fm时，核力几乎完全消失
.
27
二、核力的介子场理论
现代物理学认为：电磁相互作用是带电粒子间交换 “虚光子”而产生的交换力。
e-
核辐射与防护基础的能量来自太阳——核能每个人都是一枚放射源——不必谈核色变
.
2
报告内容
辉煌历史
原子核基本性质
原子核结构概述
原子核衰变
剂量防护基本概念
X射线防护基础知识
γ射线防护基础知识
β射线防护基础知识
带电粒子束防护基础知识
中子防护基础知识
放射性核素毒性分级
.
3
辉煌历史
H.Becquerel, 法国物理学家（1852-1908），1903年获得诺贝尔奖。发现了铀(U) 放射现象，这是人类历史上第一次在实验室里观察到原子核现象。
同年，居里夫妇重复实验，用α源打Be靶，产生贯穿力很强的射线，并用此射线轰击石蜡，产生的反冲质子的能量最大可达5.7MeV，他们依然认为这种射线是γ射线。
根据康普顿散射的计算，相应的γ射线的能量为55MeV，但与实验实际测得的能量不符。