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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）
二十大代表风采丨旦增顿珠：二十余年匠人经历诠释西藏民族工业精神******
中新网拉萨10月8日电 题：旦增顿珠：二十余年匠人经历诠释西藏民族工业精神
中新网记者 赵朗
40岁的旦增顿珠与同事们仍奋战在24小时不间断的水泥生产一线，新冠肺炎疫情之下，工作内容与往日并无不同。他说，在这特殊时期，仍在正常生产，保供重点工程项目。
旦增顿珠是西藏高争建材股份有限公司(原拉萨水泥厂)副总经理、制成车间主任，他在这里已经工作了22年。在去年，他获得了全国五一劳动奖章。
他所工作的这家水泥厂是西藏最早的为数不多的现代化工业企业之一，1962年开始投产。自2000年中专毕业进入该企业后，这位普通年轻人的人生便与西藏民族工业发展有着千丝万缕的联系。
电话采访中，他告诉记者，刚进工厂第一年，在行政岗位，直到2004年，走上了技术岗位，参与到生产一线中。他说：“起初跟着厂里的师父学习，因为感兴趣，也经常自己琢磨研究，做笔记，研究操作、观察数据，经常从实践中验证学习的理论知识。”
图为旦增顿珠(右)与同事。 旦增顿珠本人供图在外人看来枯燥的岗位，旦增顿珠却乐享其中，性格好动，喜欢研究机械。于他而言，这份职业似乎早早为他定位了人生的发展方向。
在热爱中，旦增顿珠创造着自己的职业价值。近20年里，职务虽然变化提升，一直是技术骨干。
参与生产中，旦增顿珠也取得了很多让自己和工厂认可的成绩。在担任制成车间主任的6年间，通过他的不断努力，设备运转率年年提高，特别是在2015年创造了公司历史以来水泥磨机单台系统运转率100%的历史记录。他还为公司节约设备维修费100多万元(人民币，下同)。
2020年，旦增顿珠在制成车间利用停机时间对设备工艺系统进行了技改，减少了设备的跑、冒、滴、漏现象，极大降低了员工的劳动强度，减少了系统的故障点，提高了运转率。通过系统优化，磨机全年平均每台每小时产量大大提升，水泥电耗降低。2020年全年节约电费700多万元，取得了前所未有的好成绩。
图为旦增顿珠(左)与同事进行技术交流。 旦增顿珠本人供图相较内地其他省区，西藏工业起步比较晚，所以公司也会组织员工到内地参观学习。旦增顿珠格外珍惜每次外出学习的机会。他回忆，早些年去山东的一家水泥厂，算是内地水泥行业中的标杆企业。在那里，绿色工厂让他大开眼界。也让这位走出高原的普通工人对绿色工厂和生态环保有了新的认知，更是让他认知到了西藏工业发展与内地的差距。让他最长见识的是，节能技术方面，“这家水泥厂转化废弃利用，用动能取代了电能”。
工厂发展这么多年来，旦增顿珠也见证并参与了水泥生产的技术改革。他说，2008年，厂里生产一线利用水泥煅烧的废气余热进行发电，变动能。2017年，水泥厂改进采用富氧燃烧技术，实现了节能降耗的效果。“西藏本身海拔高缺氧，所以采用这项技术充分燃烧燃料，节约能耗。”
“高争是西藏第一家水泥工业企业，到今年刚好60周年。”他说，企业经历了一甲子的变迁，作为二十大代表，他希望在自己擅长的领域中，能有所作为，让这座水泥厂成为西藏自治区的百年民族工业企业，更在高原填补水泥工业技术的空白。(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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