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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）
二十大代表风采丨潘从明：戈壁矿山废中取宝甘为“铂乐”******
中新网兰州10月9日电 题：潘从明：戈壁矿山废中取宝甘为“铂乐”
作者 闫姣 王牧雨
从普通工人成长为“大国工匠”，从戈壁矿山走向科技研发的国际舞台，如今潘从明仍旧日夜忙碌在攻克技术难关的一线。他近日接受中新网记者采访时说，这两年他重点研究从各类二次资源中综合回收提取铂族金属技术。
潘从明是甘肃省金昌市金川集团铜业有限公司贵金属冶炼分厂提纯工序工序长。他的成就之一，是主创了“镍阳极泥中铂钯铑铱绿色高效提取技术”，推动整体技术达到国际先进水平。铂族贵金属是精密电子、航空发动机等国家战略高科技产业的关键基础材料，而我国贵金属储量仅占全球储量的0.39%。
潘从明说，矿产资源终究有限，中国大量汽车、电子产品、石油催化剂等面临报废高峰期，各类二次资源中的贵金属就是一座移动的“城市矿山”。这些二次资源成为国内外同行关注的焦点。
金川集团是中国最大、世界领先的镍钴生产基地和铂族金属提炼中心，也是我国目前已知的唯一具有开采价值的伴生铂族金属矿床，铂族金属产量占到国内矿产总产量的80%以上。
图为潘从明在劳模创新工作室给员工培训。(资料图) 金川集团供图潘从明常说，他的成长离不开这个平台和周围的环境。但在很多人看来，他的成绩亦和自己的刻苦钻研息息相关。“遇到不会的，我宁可待在生产线，不吃不喝，也要把这个事弄明白。”在他看来，练得多了，也就熟了，就能发现更多问题；会得多了，就能想到创新的办法，解决难题。
在同事眼中，潘从明对待工作高度专注，有热情、有激情，26载坚持探索、研发；在徒弟眼中，他博学多识且宽严并济，培养出多位技术能手、技术标兵；在家人眼中，他时常沉迷于自己的“铂族世界”。
在钻研之路上，潘从明遇到过很多坎，但对这个行业的热爱促使他不断深钻。初到企业时他什么也不懂，便在晚上回忆、记录白天老师傅们所讲内容，经常复习到凌晨两三点。那时候学习条件不便，他就委托亲朋好友从外地帮忙搜罗国内外的专业书籍，开始自学，“晚上宁愿不睡觉也要记录，有时看书有了灵感，还会直奔实验室，通宵做实验。”
图为潘从明解决现场技术难题。(资料图) 金川集团供图因多年来保持记录的习惯，潘从明攒了一本30万余字的“发明笔记”，写满了密密麻麻的公式。这一良好习惯，他也传授给徒弟们，让他们从每个月必须完成的20页报告开始做起，并挨个标注出报告中的问题。由此，他也培养出了一批提纯工序的优秀人才。
潘从明是国家级技能大师工作室领衔人、贵金属冶炼特级技师、有色冶金正高级工程师，是西北地区首位个人获得国家科技进步奖的一线产业工人，多次被评为“大国工匠”“发明之星”“全国技术能手”“全国劳动模范”。
潘从明从未抱怨钻研的苦，也没有挥霍成功的乐。今年，针对甘肃省提出的强工业、强科技等“四强”行动，以及金川集团产量翻番的任务，他认为，从二次资源中提取铂族贵金属是技术的突破口，也是未来做大做强的主要内容。
潘从明称，下一步的重点工作有从含有微量贵金属的各类废液中高效提取贵金属的技术研究，生产高附加值的贵金属化合物，以及技术传承和人才培养等。“技术没有止境，也没有最好，只有往更好的方向走，把技术做精做优。”他说。(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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