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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）
直击2023年春运首日首趟离京列车载客归乡******
中新网北京1月7日电(徐婧 杜燕)“G6701次列车邯郸东方向旅客，请从第三、第四两个检票口同时检票进站，出门右转12站台上车，检票进站时请全程佩戴口罩。”1月7日，是2023年春运的首日。5时许，在北京西站第七候车室，乘坐当日北京首趟始发列车的旅客手持身份证，通过闸机准备上车。
图为G6701次列车工作人员在站台合影。 中新社记者 贾天勇 摄7日，2023年中国春运开启，持续40天，到2月15日结束。据北京交通部门预测，铁路、民航、省际客运进出京总量将达到2536万人次，日均63万人次。其中，铁路方面，北京地区预计发送旅客993.4万人。
归乡之旅弥漫着“年味儿”。福字窗花、小兔子挂饰、喜庆的红色冬青果摆件……透过这趟春运首日开往邯郸东的列车车窗，记者和拎着行李一同上车的旅客们已经感受到满满的春节氛围。
图为G6701次列车工作人员装饰布置车厢。 中新社记者 贾天勇 摄整装待发的乘务人员佩戴手套、口罩、眼镜的防护“三件套”迎接每一位旅客。登上列车，廊上悬挂着回顾2022年的红色海报，许愿墙上写满了旅客对2023年的美好期望。列车长还为旅客送上吉祥兔胸针小礼物和温馨祝福。
中国铁路北京局集团有限公司(简称“北京局集团公司”)石家庄客运段倾心乘务组列车长高敏介绍，为迎接春运，铁路部门在安全保障、优质服务、疫情防控等方面做好了充足准备，列车还为旅客准备了年历等小礼物，不仅为旅客提供平安、有序、温馨的乘车体验，也让回家的旅途多一份纪念。
图为旅客在北京西站进站乘车。 中新社记者 贾天勇 摄“早起来赶第一趟列车，心情很好。”发车前，袁女士告诉记者，妹妹即将订婚，今年自己和丈夫提前回老家过年。二人携带的行李箱里，装着给父母买的小家电，还有奖励孩子的汽车模型。
同车的小伙儿秦志帅和哥哥则“轻装上阵”返乡。“带了几个N95口罩，准备回家呆10天，多陪陪爷爷奶奶。”他说，最近一段时间，看到身边的人对疫情的心态都越来越平和，“大家不再那么紧张了，从北京到邯郸也很近，这次回家很放心。”
除在列车运行途中加强消毒频次、实时提示旅客佩戴口罩等措施外，高敏称，已充分做好大客流的安全预想，并将通过更新服务理念、提升服务形象、优化服务内容，不断提升旅客的乘车感受，使旅客出行体验更美好。
图为G6701次列车工作人员装饰布置车厢。 中新社记者 贾天勇 摄5时34分，北京首趟首发G6701次列车缓缓从北京西站发出，2023年春运大幕正式拉开。随着天渐破晓，一些候车室被旅客和大大小小的行李填得越来越满。
“京味儿”藏在行李箱。今年26岁的芦女士来北京工作已有两年，她在候车室告诉记者，这次回甘肃老家，自己特意买了一盒北京稻香村的糕点，准备给家人尝鲜。此外，还带了备用的感冒药等。她说，因为距离比较远、乘车时间长，之前过年回家需要做几次核酸，今年明显方便多了。“回家后先和爸爸妈妈一起准备年货，今年除夕一家人将在一起看春晚，吃一顿火锅，现在想一想已经很幸福了。”她笑着说。
在候车室内，记者看到，保洁人员不间断对各类设施进行清洁消毒，即便是人员密集的站厅，垃圾桶周围并无杂乱现象。
记者从北京交通部门了解到，春运期间，北京各车站将加强站车通风消毒工作，对候车室、售票厅、车厢等处所，每日做好预防性消毒。对卫生间等密闭场所加强通风，对卫生间、扶手、闸机等重点部位加强消毒，确保为旅客提供干净整洁健康的旅行环境。
6时许，保洁员刘昭琼正在候车室的座位间穿行，依次打扫窗台、地面和垃圾桶。她今年春运期间依旧计划在工作中度过，接下来的40天将是她一年中最忙碌的时候。虽然已经三年没有回湖北老家过年，她说，“新的一年，最重要的是有个好身体，和孩子一起朝着目标继续奋斗。”(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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