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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）

筑牢八千里边关钢铁防线******

　　“10年前，我们边境巡逻靠的是铁脚板，如今‘电子眼’沿线建设，信息化管边控边能力得到明显提升。党的二十大提出，加强国防动员和后备力量建设，推进现代边海空防建设。我认为，建设现代化边防需要现代化民兵……”初冬傍晚，滇西边陲，位于半山腰的中缅边境某联防所，民兵赵国峰和联防队员们围坐在篝火旁，讨论近年来边防发生的巨大变化，气氛热烈。

　　对于云南省军区官兵和民兵来说，守卫八千里边防线是莫大荣光，也是如山责任。近年来，广大官兵和民兵携手戍边，用热血书写忠诚，守卫边境安宁。

　　“如果我们连前方的小家都守护不了，那就更没法守护后面的大家了！”赵国峰是临沧市镇康县南伞镇30号卡点负责人，也是一名退役军人。去年4月入驻卡点后，他一直坚守在这里。镇康是一座岸城一体化“边地新城”，国境线长96.358公里。全县4个民兵执勤连在133个公路口、15条重要通（便）道等点位设置了150个卡点，24小时值守。赵国峰所在的30号卡点四面环山、沟壑纵横、地势险要，除了日常巡逻外，他们还在重点部位设卡设伏，有力地打击了走私和偷越边境行为。

　　相比30号卡点的艰险，11号卡点的防控任务复杂多元。由于地处县城附近，加之没有天然屏障，这里偷越边境现象突出，执勤民兵时刻准备与跨境犯罪分子斗智斗勇。卡点的负责人曹正荣告诉记者，正因为如此，虽然家就在不远处，民兵们都选择吃住在点位上，这几个月共抓获百余名偷渡人员。

　　“党的二十大提出，全面推进乡村振兴。现在云南沿边的25个边境县基础设施不断改善，878个抵边村从边陲一线变身发展前沿，200余万边民脱贫致富奔小康，许多人自觉加入戍边守防队伍中来。”云南省军区领导介绍。

　　“守边护哨必须强化全时备战状态。”在金平县金水河镇某民兵哨所，为了便于观察，民兵高海在申请并获得有关部门批准后，移走了挡住视线的一棵大树，并在二层阳台架起高倍望远镜，一天不落地将监测记录写进执勤日志。他说：“守边护防责任重大，要像守家护院那样在哨所扎根。”

　　作为英模民兵连队的传人，云南“筒裙民兵”几十年义务巡边近10万公里。在学习党的二十大精神时，大家谈道：“要发扬甘于奉献、爱边护边的精神，接力履行好戍边使命。”12月1日下午，在民兵班长陆子黎的带领下，5名女民兵再次踏上巡逻路，察看管辖的4块界碑。她们熟悉20多公里边境线上的一草一木。2年多，该民兵班为一线官兵提供了10余条重要的边情信息。

　　从繁华喧嚣的边贸口岸，到人迹罕至的原始森林；从白雪皑皑的高黎贡山，到烈日当空的热带雨林……行走边境一线，“镇守边关视死如归”这8个大字气势如虹。这是烙印在边境一线官兵和民兵心底的誓言。（柯穴）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）