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）

有一种忠诚叫“戍边为民”******

　　西藏出入境边防检查总站玉麦边境派出所政治教导员王微，穿梭在原始森林里巡边，这是他和同事们的工作常态。

　　西藏玉麦边境派出所政治教导员王微（左二）与同事在巡边路上。西藏出入境边防检查总站玉麦边境派出所供图。

　　王微2009年来到西藏，成为一名戍边人。如今，已经在这里待了13年。他说，记得2021年初，在一次辖区走访时，看见村民吾金壤追老人望着修了半年的新房正在发愁。了解后才知道，老人还差8000块钱买房梁，于是，他就将刚刚获评“民族团结进步模范个人”的3000元奖金交给了老人，还发动亲朋好友捐款，很快就凑齐了8000块钱。最终，房屋如期地完工，老人也如愿地搬进了新房。

　　西藏玉麦边境派出所政治教导员王微与玉麦干部群众在一起。西藏出入境边防检查总站玉麦边境派出所供图。

　　2021年6月，根据工作需要，王微调到了玉麦边境派出所。这里地处喜马拉雅山脉南麓，驻地平均海拔3650米。

　　为了帮助群众脱贫致富，王微主动对接国家兴边富民和乡村振兴战略，启动“边境游”“牧家乐”等特色旅游模式，帮助村民拓宽牦牛肉、藏药材、鸡血藤手工艺品等线上线下销售渠道。王微说，工作中最开心的就是老百姓的日子一天比一天好。

　　在玉麦，桑杰曲巴老人和女儿卓嘎、央宗一家三口，用坚守诠释着责任与担当。如今建起了一座纪念馆，诉说着他们守边的故事，王微也成为义务讲解员中的一员。

　　西藏玉麦边境派出所警官与卓嘎央宗姐妹为岩石上的国旗刷上新漆。西藏出入境边防检查总站玉麦边境派出所供图。

　　年轻的巡边队伍走在桑杰曲巴老人走过的巡边路上，警民共同在边境区域挂国旗宣示领土主权、新党员在边境线上进行入党宣誓……如今，这样的画面在玉麦经常出现。

　　移民管理警察在祖国的边境线上巡逻，成为祖国边境线上移动的坐标。西藏出入境边防检查总站玉麦边境派出所供图。

　　王微说，每个月，他们都会开展边境巡逻。在沿途悬挂五星红旗，在岩石上喷涂“中国”“CHINA”字样。在西藏，每一个移民管理警察，都是祖国边境线上移动的坐标。看好守好每一寸土地，是他们最自豪的事情。他会像玉麦的树一样，向下扎根，向上生长，努力守护好雪域边疆的群众和每一寸土地。

　　玉麦派出所警官在巡边路上，在岩石上喷涂“中国”、国旗等标记。西藏出入境边防检查总站玉麦边境派出所供图。

　　记者：洛登、索朗德吉

　　编辑：何莉、董琳娜、王雅璇、袁亨瑞

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