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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）
高铁车厢过小年：旅“兔”增年味 新规“悦”旅途******
(新春走基层)高铁车厢过小年：旅“兔”增年味 新规“悦”旅途
中新网长沙1月15日电 题：高铁车厢过小年：旅“兔”增年味 新规“悦”旅途
作者 鲁毅 金阳 章秋
小年纳福瑞，归途享年味。1月15日，农历腊月二十四，是中国南方小年，从湖南株洲西开往上海虹桥的G1348次列车上，车厢内张灯结彩，窗花、对联、一只只可爱又喜庆的小兔子贴画爬上座椅、跃上窗台，处处洋溢着浓浓的兔年年味。
该趟列车由中国铁路广州局集团有限公司长沙客运段动车二队G11/G12组值乘，“兔年”味十足的车厢是他们为旅客准备的节日祝福。
8时54分，G1348次列车准点从株洲西站驶出，列车工作人员为旅客们准备的小年“大餐”也正式开始。
工作人员向乘客讲解铁路新规。2023年春运，是新版《铁路旅客运输规程》(以下简称新规)实施后迎来的首个春运。一堂“新春迎新规”宣讲小课堂成为小年“大餐”的“头菜”。青年列车长丁利首先向旅客们发放新规宣传手册，提醒出行注意事项，讲解购票乘车新规定的具体内容，随后，又组织乘客参与铁路新规知识抢答。
“年满多少周岁的儿童应当购买全价票？”
“14岁！”
“学生优惠票哪些时间可以购买？”
“学生优惠票不再规定乘车时间限制，每学年的任意时间都可以！”
……
“一问一答间，铁路新规就被旅客记住了！”团员列车员袁婧璐趁着现场氛围正热，还号召旅客将新规手册分享至朋友圈和家庭群，让更多人了解铁路新规的便民惠民措施，并为抢答成功和点赞数多的旅客送上列车新春礼包。
“这一趟出行收获颇多，详细了解了铁路新规定的变化点，知道出行需要注意的地方，让我们这些带小孩出门的家长更加安心、省心。”捧着刚收到的新春礼包，旅客刘先生难掩喜悦。
春节期间，疫情防控更加不能松懈。党员列车长师彪为大家讲解出行期间防护知识，示范正确佩戴口罩和洗手“七步法”。
高铁车厢里过小年。 长沙客运段动车二队供图最后，青年列车长陈想带领着乘务员肖琳和何全喜为乘客带来一段热情四射的手势舞，为出行的旅客送去温暖与欢乐。同时，一张张新年“福”字、一袋袋寓意兔年吉祥的大白兔奶糖等送到了乘客手上。一时间，歌声、欢笑声充满了车厢。
全程参与的旅客黄女士激动地说：“已经有两年没回家过年了，这次在列车上和大家一起贴窗花，让我想到以前在老家，过年前要将剪好的窗花贴在屋子里，给家里增添过年的喜气。感谢铁路工作人员让我提前体验了回家的温暖，这次经历也一定会成为我春运回家路上最美好的回忆！”
小小一张火车票，一站是旅途，一站是家乡。列车长陈想说：“为乘客服务，践行‘悦旅途，悦精彩’的服务理念，是每一位铁路工作人员的责任，我们会在每一次值乘中，积极宣传新规利好，提升服务质量、延伸服务内容，让旅客体验更美好的出行。”(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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