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这些成果何以入选“中国科学十大进展”?一文了解

这些成果何以入选“中国科学十大进展”?一文了解
2025-03-28 16:31:29 来源:中华网山东频道

传统辐射光伏核电池在利用锕系核素衰变能时,会受到α粒子自吸收效应的限制,导致能量转换效率较低,难以充分发挥锕系核素所蕴含的巨大能量。为突破这一瓶颈,该团队通过引入“聚结型能量转换器”概念,通过在分子级别上将放射性核素与能量转换单元紧密耦合,从根本上克服了自吸收效应,大幅提升了衰变能转换效率。实验中,研究团队将核废料中关键的锕系核素Am均匀掺入稀土发光配位聚合物晶格中,形成了紧密耦合的晶体结构。结果表明,在1%的Am掺杂条件下,该材料在内辐照下可产生肉眼可见的自发光,其衰变能到光能转换效率可达3.43%。进一步结合钙钛矿光伏电池后,总能量转换效率突破0.889%,单位活度功率可达139μW·Ci⁻¹,并在连续运行200小时的测试中展现出优异的性能稳定性。

这一锕系辐射光伏核电池设计思路,在锕系元素化学与能量转换器件之间架起了桥梁,兼具基础研究深度和潜在应用前景,为高效微型核电池开发提供了理论基础,也为放射性废物的资源化利用提供了新的思路。

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发现超大质量黑洞影响宿主星系形成演化的重要证据

星系是宇宙结构的基本组成单元。星系之所以发光,主要是因为其内部含有数千亿颗恒星。按照星系恒星形成能力的强弱,天文学家一般把星系分为两类:较为年轻、能够持续产生新的恒星的“恒星形成星系”(如银河系),和较年老、几乎没有新的恒星形成的“宁静星系”(比如M87星系)。研究恒星形成星系如何转变为宁静星系,即星系如何由“生”到“死”的问题,是星系宇宙学的最核心任务之一。

围绕这一核心任务,约半个世纪前科学家就提出星系的中心黑洞在成长过程中释放的巨大能量对星系的形成演化有重要影响。经过近半个世纪的发展,这一理论已成为当前主流星系形成演化模型的共识。然而,长期以来黑洞如何影响星系的形成演化一直缺乏明确的观测证据,这也成为当前亟待解决的重要科学问题。

针对这一重要科学问题,南京大学王涛等创新性地开始探索中心黑洞质量与星系冷气体含量之间的关系。该研究首次揭示了中心黑洞的质量是调制星系中冷气体含量的最关键的物理量:中心黑洞质量越高的星系其冷气体含量越低。而冷气体又是星系中恒星形成的原料,因此这一发现对中心黑洞影响星系形成演化提供了重要的观测证据。很大程度上中心黑洞影响宿主星系的恒星形成是通过从源头上限制恒星形成的原料——冷气体的含量来实现的。该结果阐明了宁静星系普遍具有一个较大质量中心黑洞的原因,确立了中心黑洞在调控星系生命周期中的核心地位,向着最终解开星系生死转变的谜团迈出了坚实的一步。

(来源:央视新闻记者 雷飚 韩文旸)

(责任编辑:张悦)
关键词:中国科学十大进展

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