接档《如果国宝会说话》,看《奇妙中国》用童话视角打开“中国科技新国宝”******
如果用童话视角打开科技世界,走进超级工程的心脏,揭秘核心技术的精髓,会是怎样一种别开生面的奇妙体验?
由中央广播电视总台央视频出品,开年特别策划推出的系列纪实短视频节目《奇妙中国》,将接档《如果国宝会说话》,于1月11日-1月20日每晚19:55档在CCTV-9播出,并在央视频、央视网全网首播。节目由央视娱乐传媒、青岛城市传媒联合出品,并由总台记者王冰冰为超级工程倾情代言,以讲述者的视角带观众踏上这场“科学精神的奇妙之旅”。
作为总台旗舰平台央视频2023年度重磅融媒体项目,《奇妙中国》将以每集五分钟的体量向观众呈现近十年来举世瞩目的中国工程与科学成就,是一系列关于超级工程的童话故事。节目秉持总台“思想+艺术+技术”的创作理念,首次将宏观视野、微观表达、童话叙述创新融合,在展现科技魅力的同时,将科学带给生活的变化和意义,生动有趣地呈现在屏幕上。
模拟童话叙述,第一视角走进“工程心脏”
如何诠释科学带给人类的非凡变化?《奇妙中国》在故事讲述上开辟出一条童话叙述的全新思路,从人文和命运共同体的角度照见科学成就。节目通过总台记者王冰冰的讲述,从第一视角带观众走进大国工程背后奇妙的科技世界,用描摹童话故事的口吻揭秘近年来中国出现的“工程奇迹”,营造出科学带给人类的奇妙感。
首次播出的十集节目,涵盖航天、航海、新能源、新基建等十个不同领域的重大工程——探索中国航天深空探测的奥秘,感受“超级火箭发动机”的冰与火之歌;解锁黑暗地下世界的开路先锋,见证“地下建设者”实现遁土而行的超凡想象力;寻访如同现代艺术装置的发电设备,在“新蒸汽时代”看见“超超临界”的神奇与高效;走进戈壁沙漠深处,领悟“光能24小时”中人类捕捉光线、获取能量的最初梦想。此外,还有让人类实现贴地飞行的“磁悬浮列车”,在数字信息时代处理海量信息的“超级数据库”,用科技让人们实现共同发展的“环沙漠铁路”……跟随王冰冰的视线,《奇妙中国》将为大家集中呈现一幅立足当下、展望未来的中国发展新图景。
刷新视听语言,微观表达触摸“科技之美”
如何演绎科技想象中蕴含的浪漫色彩?《奇妙中国》在表现手法上用影像语言触摸超级工程的深层肌理,在细节中展现科技之美,在逻辑中突显科技之力。节目通过微观视点下的特殊视效以及富有童话色彩的拟人化语言,创造出一套独树一帜的视听语言风格。
微观影像呈现童话视角、CG动画重现科技原理、微缩模型展现科技细节……全片创意融合移轴摄影、微距镜头、微缩景观、CG动画特效等特殊拍摄和制作手法,刷新国内人文科学类纪录片拍摄制作方式,用工业美学的方式雕刻出科技美感,创造出一个既真实可感又妙趣横生的科学童话世界,同时契合影像风格的旁白和音乐元素,进一步烘托出童话奇幻的氛围。
彰显人文精神,打开有温度的“科学童话”
总台记者王冰冰极具亲和力和感染力的讲述方式,配以节目令人耳目一新的表达方式,为这些超级工程赋予了可爱灵动的生命力,让深奥的科学变得生动、鲜活、有趣,着上了一层人文关怀的温度与底色,这样的精品力作将为青少年打开一个“童话般的科技世界”,有助于影响并塑造他们的科学人文精神,为他们的未来种下一颗科学人文精神的种子。
作为一部讲述中国工程与科学成就的人文科学类纪实短视频,《奇妙中国》用童话般的视听语言对准大国重器,讲述中国科技故事,在以小见大、引人入胜的微观表达中,捕捉到科技作为人类机能延伸的浪漫色彩。节目将如同一张张“小而美”的中国科技名片,向世界讲述中国式现代化背后承托起人民幸福生活的“国之大者”,展现其中蕴含的中国智慧、中国力量和中国精神。
从人文角度书写科学,用童话视角镌刻科技。1月11日-1月20日,锁定CCTV-9、央视频、央视网,与《奇妙中国》一起,在人文科学的童话之旅中,开启让梦想照进现实的2023。
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)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)