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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）
聚焦铁路元素 非遗传承人砖雕上刻“乡愁”******
(新春走基层)聚焦铁路元素 非遗传承人砖雕上刻“乡愁”
中新网商丘2月1日电 题：聚焦铁路元素 非遗传承人砖雕上刻“乡愁”
中新网记者 韩章云
“叮叮叮……”小锤敲击着刻刀在青砖上留下清晰的刻痕，凿刻出的灰尘被毛刷轻轻扫到一旁，潘明生埋头于手上的砖雕，不问外事。
“春节假期一直在庙会上忙着展示，现在难得坐在工作室做砖雕。”今年50岁的潘明生是河南省商丘市非物质文化遗产归德砖雕代表性传承人。他还有另外的身份——中国铁路郑州局集团有限公司郑州供电段商丘供电车间的电工。
潘明生从事砖雕技艺20余年，工作之余，他几乎把所有的时间用于砖雕制作、技艺传承。在平面砖雕的基础上，他创新立体微雕，一块块青砖经过精心凿刻，通过拼接组成一座座微型四合院、农家小院、古城……
潘明生对自己的砖雕作品进行细致调整。 受访者供图“陇海线上的老铁路桥、老商丘火车站，以及见证铁路变迁的蒸汽机车、电力机车、复兴号动车等，都会通过砖雕艺术呈现，争取明年与大家见面。”目前，潘明生正全力创作一组反映中国铁路发展的砖雕作品。
谈及创作历程，潘明生介绍，20多年前，他首次接触砖雕即着迷。传统砖雕作品纤巧的花纹、玲珑的构造、厚重的质感令他叹服，并为之进行持续的钻研、创作。
在砖雕作品的构思创作中，潘明生更倾向于复刻记忆里的古城、儿时的乡村风貌以及具有代表性的古建筑。为力求真实，他一次次实地考察、拍照、画图，查阅老照片等，希望用砖雕的方式留下老建筑的历史韵味，为观者留下一缕乡愁。
其中，潘明生用青砖复刻的“商丘古城归德府陈家大院”，屋顶的神兽、亭台楼阁的构造甚至墙面纹饰，与实物别无二致，而微型景观让观众更能直观感受传统古建筑的精巧布局与厚重乡情。
春节期间，潘明生在庙会上为观众介绍砖雕文化。 受访者供图不过，砖雕创作并非易事。青砖经多年风化质地脆弱，雕刻时一不小心就容易崩断，只能从头再来。“从事砖雕技艺，必须吃得了苦、耐得住寂寞。”尽管辛苦，只要坐在工作台前，潘明生常常忘记时间，“一眨眼工夫天就黑了，所以也就不觉得砖雕枯燥”。
如今，潘明生创作的微型砖雕作品已达百余组，其中《商丘古城》《老家的院子》《长城》等作品被多地博物馆、非遗馆收藏并展出。
“古老的砖雕艺术传递的本就是人们对美好生活的向往，现代砖雕依然蕴含这样的价值观。”潘明生介绍，在砖雕创作、技艺传承的路上他会一直坚持下去，“我期待用砖雕的艺术形式记录历史，为大家留下美好的记忆。”(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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