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）
（新春走基层）海拔4800多米 5位“90后”守护青藏铁路春运******
中新网拉萨1月31日电 题：海拔4800多米 5位“90后”守护青藏铁路春运
作者 四朗卓嘎 马生明
“嘀嗒、嘀嗒……”1月28日8时20分，一阵闹钟声划破了寂静的青藏铁路那曲信号车间扎加藏布信号工区宿舍，“90后”工长杨建青翻身关掉闹铃，起床后摘掉鼻子上的氧气管，开始了一天在海拔4800多米地区的工作、生活。
中国铁路青藏集团有限公司拉萨基础设施段5名“90”后，坚守在全国海拔最高的铁路工区扎加藏布信号工区，担负唐古拉南、扎加藏布、雪查玛3个平均海拔4800多米的“云端小站”36架信号机、14组道岔、30个轨道电路等信号设备的日常维护及故障处理工作。
工长杨建青洗漱完后涂抹防晒霜，其身边是一个氧气瓶，日常吸氧是在海拔4800多米地区生活的日常。 马生明 摄“高原紫外线强、风沙大，一天不涂防晒霜，脸上的皮就会脱落。”杨建青洗漱后，回到宿舍厚厚涂抹了三层防晒霜，同时唤醒还在熟睡的工友们。
几位“天路医生”坚守在缺氧的高原，吃饭、睡觉、行走所消耗的精力常人难以想象，他们通过勤监测、勤巡视、勤分析的“三勤”进行设备养护工作，护航青藏铁路春运。
9时许，第一缕阳光照射在扎加藏布信号工区院内。今年24岁的莫文跟着工长杨建青在工区信号设备集中监测室，查看分析三个站室内外信号设备的基本运行状态。随之，二人穿着厚厚的棉服，迎着朝阳前往扎加藏布站开展室外设备巡视作业，通过瞭望线路上的信号设备，查看信号机械室道岔缺口等关键设备数据变化，确保春运期间设备安全稳定运行。
冬季西藏那曲寒风凛冽，工长杨建青(右)加固道岔安装螺丝。 马生明 摄10时20分，巡视完信号设备后，二人返回工区吃饭。如今，这处超高海拔地区工区已修葺一新，职工活动室、学习室、宿舍区、小食堂等配套设施齐全。性格内向的莫文是工区里离家最远、年龄最小的职工，平日里，大家都对他照顾有加。
扎加藏布信号工区所在的羌塘草原人迹罕至，只有常年的狂风。“大家吃过饭后都回宿舍再吸一会氧气，然后准备今天的‘天窗’作业。”杨建青说，出工前吸氧、睡觉吸氧、看书吸氧……这样的场景，是扎加藏布信号工区的日常。
吸完氧后，杨建青带领4名作业人员快速将机料具装上车，先沿着青藏铁路驱车近二十分钟，而后跨穿过铁路涵洞，沿着一段坑坑洼洼的土路向作业地点挺进，一个小时后才抵达雪查玛站。
15时10分，在设置好防护作业后，“天窗”作业命令下达，职工们有序进入防护网，按照分工分别展开作业。杨建青跪在2号道岔旁，俯下身子，仔细查看道岔尖轨是否存在翘头等情况，并在随身携带的本子上详细记录发现的问题。
1月28日，防护员马雷福在作业现场做防护记录。 马生明 摄“今天还算暖和，风不大，平日里检修设备，大风吹得眼睛睁不开，鼻涕也擦不完，冻得直哆嗦。”杨建青边检查边说。因为长期在高海拔地区，他面色黝黑，脸上都是被紫外线灼伤的痕迹。
在信号机旁，现场防护员马雷福正通过对讲机和室内驻站联络员肖本强通话，并在本子上详细记录。
图为傍晚作业结束返回工区的便道。 马生明 摄17时30分，“天路医生”们经过检修养护，顺利完成了当天的“天窗”工作。据悉，春运期间该工区安全工作标准分毫不减，每周一课、每月一会的学习如常进行。(完)
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