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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）

家门口的“中心”多了******

　　【新春走基层】

　　光明日报记者 赵秋丽 冯帆 光明日报通讯员 王跃伟

　　开栏的话

　　新年新气象，新春再出发。

　　时盛岁新，放眼神州大地，一个个充满生机活力、日新月异的发展变化，就在你我身边；一个个奋斗创造奇迹、皆得所愿的美好故事，就在眼前。

　　本报今起开设《新春走基层》专栏，我们的记者跟随新春的脚步，走向田间地头、走进厂矿社区、走到沿海边疆，撷取最鲜活的素材，发掘最真诚的故事，捕捉最美好的情感，记录这个春天里的坚守、团聚、祝福和期盼。

　　让我们一起，聆听春天的旋律，感受昂扬奋进的时代脉动！

　　新春将至，山东省寿光市洛城街道屯西村的老年活动中心，呈现别样的冬日“暖”意。活动室里年味儿满满，张贴了各种“兔年”年画、剪纸等作品，村里不少老人在这里的健身室、阅读室、书法教室享受多样文娱活动，传出阵阵笑声。

　　“只要有空，我就会来这里与老伙计们下下棋、练练太极，累了还可以在按摩椅上放松一下。”活动中心的常客村民傅文山感慨，“没想到老了还能享受到这样丰富的文化服务，很满足。”

　　傅文山的一席话说出了屯西村村民的心声。这几年，屯西村村民的钱袋子越来越鼓，他们的精神文化需求也随之增加。屯西村村“两委”问需于民，进一步扩容村民活动场所，实现了文化有阵地、娱乐有设施、健身有场所、活动有保障，在精神文化生活方面不断为村民的幸福“加餐”。

　　屯西村党支部书记葛茂学介绍，2016年开始，屯西村正式开放老年活动中心，配套建设了健身按摩、图书阅览、音乐厅、舞蹈瑜伽、书法影视、棋牌娱乐等12个功能区，为老年人提供休闲、娱乐、健身、学习等全方位服务。除了为社区居民提供文化娱乐活动场所外，村“两委”还定期开展健康知识讲座、文艺演出等公益活动，让活动室真正成为老年人交流、娱乐、健身、活动的好去处。

　　群众的需求在哪里，村“两委”的服务就跟到哪里。针对群众个性化的文化需求，屯西村重点建设了党群服务中心、青少年服务中心、文体活动中心、老年活动中心、物业管理中心、警务助理协调中心“六大中心”，让群众“进一个门、办所有事、享所有服务”。特别是2000平方米的地下活动中心，让村民连连称赞，他们不仅可以在这里跳广场舞，还可以办婚宴、办会议，环境设施好，一个活动中心，发挥多种用途，最大限度实现了资源共享。

　　“活动广场建在地下，我们晚上跳广场舞的时候，也不会打扰周围村民休息，各不耽误。”屯西村村民孔令洋说起村里的变化更是滔滔不绝，“现在，我们村民确实得到了实惠，生活有保障，精神面貌也大有改观！”

　　2021年，屯西村还建起了以汉字演变为主题的艺术馆——仓颉汉字艺术馆，参观者可以通过文物、字典、诗歌等多种形式了解博大精深的汉字演变史。艺术馆还设计了雕版印刷、活字印刷、古法造纸、纸艺作品等体验环节。

　　“我们用文化丰富心灵、陶冶情操，让大家在充满文化味儿的村里过得更舒心、更开心。未来，我们将进一步探索文化服务群众新模式、新路径，创新管理与服务模式，盘活用好现有资源，让广大村民在家门口得到更多实惠。”葛茂学说。

　　《光明日报》（ 2023年01月06日 01版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）