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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）
福建柘荣文化科技卫生“三下乡”：新春闹元宵 感受传统文化魅力******
(新春走基层)福建柘荣文化科技卫生“三下乡”：新春闹元宵 感受传统文化魅力
中新网宁德2月4日电 (周桂婷 魏慧玲)3日，走进福建省宁德市柘荣县富溪镇，一排排红灯笼、一张张喜庆的“福”字、一个个新春福文化景观小品，营造了浓厚的节日氛围和“福”文化氛围。
腰鼓秧歌表演。 魏慧玲 摄当天，由柘荣县委宣传部牵头，全县28家主联办单位联合组织的柘荣县2023年“福见柘荣 五福临门”柘荣县文化科技卫生“三下乡”暨新春闹元宵文化惠民活动在富溪镇举办。柘荣县委常委、宣传部部长林开锋将筹集的总价值33万元的资金、物资、项目经费的捐赠牌，颁发给富溪镇。
科普宣传服务。 魏慧玲 摄活动现场，柘荣县“小板凳+N”草根宣讲大联盟的宣讲员们用欢快活泼的快板表演将党的二十大精神传递到基层；来自司法、卫生、科技、消防、农业、金融等部门的专家和志愿者们为群众带来法律援助、医疗义诊、科普宣传、农技咨询等惠农服务活动。
柘荣布袋戏。 周桂婷 摄柘荣县官方表示，为进一步深化文化科技卫生“三下乡”活动全面推进乡村振兴战略、深入服务“三农”、丰富群众精神文化需求重要作用，“三下乡”服务活动还与传统元宵佳节相结合，以“福见柘荣 五福临门”为主题，举办精彩的文化惠民活动。
舞龙表演。 周桂婷 摄记者看到，舞龙舞狮在技艺高超的舞狮人手中演绎得惟妙惟肖；平安大鼓、川剧变脸、山哈畲歌对唱等民俗表演，让现场不时爆发出热烈的喝彩声；由秧歌腰鼓、鲤鱼灯、汉服等队伍组成的巡游灯会，大家或凝眸观看，或拿出手机拍照留影......
川剧变脸。 周桂婷 摄在富溪村文旅街区，丰富多彩的文化展演让新春的氛围愈加浓厚，古镇里上演的经典越剧、布袋戏、提线木偶，以及元宵必不可少的舞龙舞狮盛会，将活动的氛围推至高潮，处处洋溢着喜庆与欢乐。
柘荣县委常委、宣传部部长林开锋将捐赠牌交接给富溪镇。 周桂婷 摄“马上就是元宵节了，在古镇古街闹元宵，确实别有一番风味。”带着家人专程从周边县市前来参加活动的游客陆女士说。
柘荣提线木偶。 周桂婷 摄夜幕降临，富溪古街灯火如昼、人流如潮，精彩的传统文化表演，充满了浓厚的“福”文化和元宵节日氛围，也让群众在民风民俗中感受传统文化的魅力。
汉服秀。 魏慧玲 摄柘荣县官方表示，让“三下乡”常下乡、常在乡、常惠乡，充分发挥文化科技卫生“三下乡”活动的品牌效应和示范作用，面向农村基层、面向人民群众，送理论、送文明、送服务，助力乡村振兴，切实提升基层百姓的获得感、幸福感、安全感，为乡村振兴铸魂赋能。(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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