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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）

黄河上游青海循化“菜篮”飘香******

　　(新春走基层)黄河上游青海循化“菜篮”飘香

　　中新网西宁2月2日电 题：黄河上游青海循化“菜篮”飘香

　　作者 李晓娟 李隽

　　立春将至，在位于黄河上游的青海省海东市循化撒拉族自治县，黄河彩篮蔬菜种植基地的各类瓜果蔬菜的清香扑鼻。

　　地处黄河、湟水谷地的海东市是青海最大的农业区，粮食生产占全省一半以上，蔬菜供给占全省近一半。

　　多年来，随着消费水平的不断提高和短途游的火热兴起，来黄河彩篮蔬菜种植基地现场采摘已成为不少民众的过冬仪式感。

　　每年12月中旬到春节前后，是黄河彩篮冬季温室采摘的旺季，每到周末，种植户魏晋宝的蔬菜大棚里前来采摘的群众便络绎不绝。

　　“我们老家在甘肃省白银市靖远县，整个村里的人都在全国各地种大棚蔬菜。知道循化这边有温室大棚可以承包我们就过来了。”魏晋宝边整理甜瓜秧苗边告诉记者，循化地处黄河岸边，昼夜温差大，土质较好，所以甜瓜、西瓜的甜度高，在循化的这些年，他的大棚得越来越好了。

　　甜瓜棚内，翠绿的甜瓜将瓜秧拉低了不少。随意掰开一个甜瓜，咬一口，脆嫩香甜。连皮带瓤都能吃的甜瓜现已成为该基地的采摘“新宠”。

　　从2017年开始，魏晋宝就在黄河彩篮种植基地里面承包了15个大棚种植蔬菜瓜果。今年，他种植的主要是甜瓜、西瓜和陇椒。甜瓜采摘一斤15元，西瓜一斤8元，每年，魏晋宝的甜瓜都能在温棚里采摘完，西瓜虽是今年第一次种植，但销路根本不用愁。

　　“当地人喜欢吃水果，冬天来采摘的人也很多，每年12月中旬到来年6月，甜瓜都能一茬接着一茬地采摘。”魏晋宝说。

　　在黄河彩篮种植基地，像魏晋宝这样远道而来的外地种植户有40多户，还有30户本地种植户，基地长期辐射带动200名村民务工，每人每年增收近2.5万元。

　　马林芝就是通过务工学到种植技术、积累种植经验后，2019年她和丈夫来到黄河彩篮种植基地承包了10栋温室大棚。每到辣椒种植、采收的旺季，他们就要雇用周边村庄的30名妇女前来务工，帮助他们尽快完成种植或采摘。

　　“一个人一小时10元钱，不仅他们能挣上钱，我的辣椒也不会耽误好行情。”马林芝说：“以前我们也外出当小工，不稳定，一年最多能挣三四万元，种上大棚后，虽然辛苦一点，但是收入也高一些，离家也近。眼下辣椒已经采收了第二茬，除了采收，她每天的工作还有给辣椒“绕头”。

　　“要把这个秧子的头绕一圈缠到育苗线上，不然秧子就会掉下来，辣椒就不好结了。”马林芝说。

　　2022年，为了更好地服务广大种植户，打响“黄河彩篮”农业品牌，黄河彩篮种植基地完成5000米的主干道黑化工程，购置旋耕机、割草机等农机具，完成40栋温棚的旧棚改造工作。

　　“去年疫情防控期间，蔬菜瓜果都没办法及时运出，我们都特别着急，管委会第一时间联系了相关部门，让我们的蔬菜瓜果卖出去了。”魏晋宝说，现在管委会想方设法牵线搭桥，联系本地“网红”主播过来直播增加知名度，采摘的客流量又多了起来。

　　如今，拥有600栋日光节能温室、2万平方米智能温室的黄河彩篮已成为名副其实的“菜篮子”，每天从这里运向市场的蔬菜瓜果达2万余斤，每年10个月不间断的蔬菜瓜果产出让黄河岸边的这方水土生机勃勃。(完)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）