超重核岛英文解释翻译、超重核岛的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 island of superheavy nuclei
分词翻译:
超重的英语翻译:
【化】 overweight
【经】 overbalance; overweight
核的英语翻译:
hilum; nucleus; putamen; stone
【医】 caryo-; caryon; core; karyo-; karyon; kernel; nidi; nidus; nuclei
nucleo-; nucleus
岛的英语翻译:
island
【医】 insula; island; islet
专业解析
超重核岛 (Superheavy Nuclear Island of Stability) 是一个核物理学中的核心概念,特指理论预测存在于原子序数(质子数)远大于已知元素(通常指Z > 103)区域的一个特殊核素区域。在这个区域内,原子核可能因拥有特定“幻数”(Magic Numbers)的质子或中子而表现出异常高的稳定性,其半衰期显著长于周围的不稳定核素,仿佛汪洋大海中一个相对稳定的“岛屿”。
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术语构成与基本含义:
- 超重核 (Superheavy Nuclei/Elements): 指原子序数(质子数Z)非常大的原子核或元素,通常定义为Z ≥ 104的元素。这些元素在自然界中不存在,只能在实验室通过人工核反应合成,且绝大多数极不稳定,会迅速衰变(如α衰变或自发裂变)。
- 岛 (Island of Stability): 这是一个形象的比喻。在核素图上(以质子数Z和中子数N为坐标轴),已知的稳定核素集中在一条狭长的“稳定线”附近(β稳定谷)。对于超重核区域,理论预测存在一个远离这条稳定线的区域,那里的核素因具有特定的“双幻数”(质子幻数和中子幻数),其稳定性会突然增加,形成一个被极不稳定的“海洋”包围的“稳定岛屿”。
- 结合义: “超重核岛”即指在超重核区域(Z ≈ 114 至 126 附近)理论预测存在的这个“稳定岛”。它代表了科学家探索原子核存在极限和稳定性的前沿领域。
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理论基础与关键概念:
- 幻数理论: 核物理中的“幻数”(如2, 8, 20, 28, 50, 82, 126)代表使原子核壳层完全闭合的质子数或中子数。具有幻数的核素(单幻核)或同时具有质子幻数和中子幻数的核素(双幻核)通常特别稳定。理论预测,在超重区可能存在新的质子幻数(如Z=114, 120, 126)和中子幻数(如N=184),双幻核(如^{298}Fl_{184},即Z=114, N=184)被认为是“稳定岛”的中心或“顶峰”,可能具有分钟、小时甚至天量级的半衰期,远长于周围毫秒或微秒级的核素。
- 壳修正效应: 稳定岛的存在主要基于原子核壳模型的计算。模型表明,当质子数和中子数接近这些预测的幻数时,原子核的结合能会因壳层效应而显著增加,从而降低其衰变能,延长半衰期。
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实验探索与现状:
- 合成挑战: 合成位于或接近预测稳定岛的超重核极其困难。目前实验室合成的超重元素最高达到Og (Z=118),其同位素(如^{294}Og)的半衰期不足1毫秒,远未达到稳定岛预测的长寿命。合成更重、中子数更多的核素(接近N=184)需要更高能量的加速器和更复杂的反应机制(如“热融合”或“冷融合”)。
- 初步证据: 尽管尚未到达稳定岛中心,实验已观察到一些趋势支持该理论。例如,随着合成的超重核中子数增加(向N=184靠近),某些同位素的半衰期确实呈现增长趋势(如Fl-289的半衰期约2.6秒,显著长于许多较轻的超重核同位素)。这被视为正在接近“稳定岛”斜坡的证据。
- 研究机构: 全球主要的重离子研究机构,如德国的GSI亥姆霍兹重离子研究中心、俄罗斯的JINR联合核子研究所、日本的RIKEN、美国的LBNL劳伦斯伯克利国家实验室和中国的中国科学院近代物理研究所等,都在持续进行合成新超重元素和探索稳定岛的研究。
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科学意义:
- 检验核理论: 发现或证伪稳定岛是对现有原子核壳模型、液滴模型等核结构理论最严峻的检验之一,将深刻影响人类对强相互作用和物质基本结构的理解。
- 探索元素极限: 回答“元素周期表的终点在哪里?”这一基本科学问题,探索原子核存在的极限条件。
- 潜在应用(远期): 虽然目前无直接应用,但理论上长寿命的超重核可能具有独特的物理或化学性质,为未来材料科学或能源研究提供新的可能性(尽管非常遥远)。
权威来源参考:
- 中国科学院近代物理研究所 - 超重核研究进展 (相关领域研究综述与实验报道)
- 美国能源部科学办公室 / 劳伦斯利弗莫尔国家实验室 (LLNL) - The Island of Stability (核素图与理论解释)
- 国际纯粹与应用化学联合会 (IUPAC) - Discovery and Assignment of Elements with Atomic Numbers 113, 115, 117 and 118 (技术报告,涉及超重元素合成现状与稳定岛探索背景)
网络扩展解释
“超重核岛”是核物理领域的一个理论概念,指在特定质子数和中子数范围内可能存在的一批相对稳定的超重原子核集合。以下为详细解释:
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基本定义
超重核岛(Island of Stability)指原子核中质子数(Z)和中子数(N)接近特定“魔数”(如Z=114、N=184)时,可能形成半衰期较长的超重核区域。这些核素因远离已知稳定核素的“稳定半岛”,在核素图上孤立成“岛”,故称“超重核岛”。
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理论背景
- 基于核壳模型,科学家预言在Z=114(现修正为Z=120或126)和N=184附近,原子核可能因“壳层闭合效应”获得额外稳定性,突破传统核素因库仑斥力快速衰变的限制。
- 与常规核素不同,超重核的稳定性依赖量子效应,而非经典力学下的核力-库仑力平衡。
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实验验证
- 目前已合成的超重元素(如Og-294,Z=118)半衰期仅毫秒级,尚未真正“登岛”,但部分实验结果(如某些核素半衰期高于预期)支持该理论。
- 实验手段包括重离子加速器中的核融合反应,例如用钙-48轰击锔-248合成元素Og。
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研究意义
- 验证核结构理论,探索核力与壳层效应的极限。
- 若发现稳定超重核,可能拓展元素周期表,并推动新材料、能源等领域发展。
当前挑战:合成超重核需极高能量和精度,且目标核素极不稳定,检测难度大。理论模型(如魔数位置)仍需进一步修正。
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