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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）

一座中原煤城与红嘴鸥的“双向奔赴”******

　　平顶山市民观赏红嘴鸥。　庞秋霞　摄

　　中新网平顶山12月25日电 题：一座中原煤城与红嘴鸥的“双向奔赴”

　　记者 韩章云

　　“来啦！来啦！吃饭啦！”12月25日早上八点半，庞秋霞手持鸥粮准时来到平顶山的一处观鸟平台。随着一声声悠长的呼唤，原本在远处水面浮游的红嘴鸥闻讯起飞，向着她所在的位置聚集、盘旋。鸟儿们愉悦的鸣叫声，唤醒了城市的清晨。

　　犹如老友重逢，11月初，成群的红嘴鸥再次来到河南平顶山白龟山湿地省级自然保护区。2016年，当地首次发现成规模的红嘴鸥。此后，来这座中原煤城越冬的红嘴鸥一年比一年多。当地林业部门预计，今年到访的红嘴鸥最多可达6000余只。远道而来的红嘴鸥备受当地市民喜爱，冬日湖畔赏鸥成为一道风景。

　　红嘴鸥在平顶山白龟湖捕食。　庞秋霞 摄

　　今年60岁的庞秋霞，是“鹰城精灵红嘴鸥守护团队”的一名志愿者。该团队成立三年来已有70余名成员。每年冬季红嘴鸥到来后，志愿者们就会守候在红嘴鸥聚集区域，投喂食物、劝导游人文明赏鸥、用相机记录红嘴鸥灵动的身姿。

　　“我们每天上午八点半到九点，下午三点到四点投喂红嘴鸥，这些鸥粮、小鱼虾都是红嘴鸥喜爱的食物，湿地中心的小岛上还会撒玉米、高粱等，供所有鸟儿食用。”庞秋霞喜欢红嘴鸥，“它们有灵性，亲人，一声招呼就飞过来吃食了。”

　　位于河南中部的平顶山又称“鹰城”，是一座典型的资源型工业城市，煤炭储量丰富。最近十年，该市生态环境有了可喜的变化，曾经的“半城煤灰半城土”已蜕变为“半城山水满城绿”。

　　“鸟儿用翅膀为城市投票。”白龟山湿地省级自然保护区管理中心主任张立峰说，近十年来，平顶山生态环境改善显著，尤其水质、沿湖生态进一步好转，这是红嘴鸥与中原煤城的“双向奔赴”。

　　冬日赏鸥成为平顶山的一道风景。　庞秋霞 摄

　　在红嘴鸥集中的白龟湖区域，为保护水质，平顶山自2016年起对湖中的养鱼网箱进行清理，取缔湖中沙岛及沿湖50余家餐馆，清理地笼、旅游快艇、采砂船等，并对注湖河流进行在线断面监控，时刻掌握上游水质情况。

　　为保护湖区生态，该市在沿岸持续植树造林，全面绿化周边及入湖河流沿岸。每年3月，平顶山统一开展增殖放流活动，严厉打击违法捕捞行为，并依据自然保护区相关条例，推进湖区禁渔，减少湖面的人为干扰。

　　张立峰说，为了留住红嘴鸥，平顶山向昆明林业部门“取经”，精心选购鸥粮，每天定时、定点、定量人工投喂100余公斤饲料，让红嘴鸥有充足的食物。

　　平顶山还出台了红嘴鸥保护方案，并与科研院校一起加强对鸟类的监测和研究。除了红嘴鸥年年到访，当地还监测到黑脸琵鹭、蓑羽鹤的身影，青头潜鸭、中华秋沙鸭、黑鹳、东方白鹳等珍稀鸟类也频频现身，白琵鹭、豆雁、白鹭、鸬鹚更是常见。到2027年，来平顶山过冬的候鸟总数预计将达3万只。(完)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）