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）

（新春见闻）复兴号折叠时空 成都与大凉山“双向奔赴”******

　　中新社凉山1月17日电 题：复兴号折叠时空 成都与大凉山“双向奔赴”

　　中新社记者 王鹏

　　17日上午11点，经过3小时车程，一列复兴号动车缓缓停靠西昌西站，站台瞬间拥挤起来。成都游客姜亮一家四口走进阳光里，开始了春节度假。“我们就是来大凉山晒太阳的！”他笑着说。

　　1个多小时后，彝族青年拉冲坐上同一列动车，向400多公里外的成都疾驰而去。春节临近，这位舞蹈演员要去省城参加表演。他透露，随着新成昆铁路全线通车，公司在成都的演艺业务多了起来。

　　2023年春运，开通不久的新成昆铁路将时空距离折叠，成都至凉山彝族自治州首府西昌的火车旅行时间，由10多个小时缩短至3小时，造就了成都与大凉山的“双向奔赴”。

　　列车上，遇到汉语讲得不好的彝族老乡，26岁的彝族列车员吉克日古会用彝语进行交流。他说，这条铁路全线通车好几天后，仍不敢相信，“像做梦，因为凉山人对这条铁路渴望太久了，以前的慢火车太慢了。”

　　吉克日古所说的“慢火车”，是建成于1970年、曾开创13项世界铁路之最的成昆铁路。几十年来，它是中国西南山区的物流大通道。开行于这条铁路上的绿皮火车，是彝族娃娃们的“校车”，也是彝族百姓的“赶集车”，更连接着山外的世界。

　　“以前坐老成昆铁路到成都，要十几个小时，雨季经常断道，很不方便。”吉克日古说，随着时速160公里的新成昆铁路全线开通，大凉山多了一条对外大通道，“外面的人更方便进来了解凉山，彝族人走出大山也更容易。”

　　对成都市民姜亮来说，新成昆铁路是一条“阳光旅游专列”。“成都冬天阳光很少，很早就想来西昌晒太阳，但太折腾。”他说，复兴号把大凉山和成都连接了起来，使“好耍”的成都人到西昌旅游成为一种日常，“周末想走就走”。

　　成都人涌入大凉山，给当地旅游业带来了大量客源。在邛海边经营民宿的林帆说，自新成昆铁路去年12月26日全线通车，酒店几乎每天满房，绝大多数客人来自成都，春节假期也早已订满。

　　这场“双向奔赴”，对成都人来说也许是多了一个旅游目的地，出行更便捷。但对大凉山的彝族人来说，意味着更多。

　　“大山外的人能进来，大山里的人能出去。”在彝族姑娘曾静看来，虽已摆脱贫困，但对彝族人来说，“这是一条通向更广阔的世界的路”。

　　长期在凉山表演的拉冲感触更深。“以前去成都表演，火车慢，汽车堵，飞机贵。现在3小时动车直达，超级方便。”这位23岁的彝族青年，今年可能将第一次在成都过年，“也许以后我们还会去北京表演。”说起未来生活，他眼里闪着光。

　　新成昆铁路的受欢迎程度，从车票销量可窥一斑。列车长高翔透露，通车以来一直是“春运状态”，每天十余趟成都往返西昌的动车均满员，需提前几天抢票。吉克日古也告诉记者，通车以来，很多彝族乡亲好友问他，“日古，我怎么买不到票？你能帮我买到吗？”

　　从小在彝族村落长大的吉克日古，求学时常乘坐慢火车，正是看到制服笔挺的列车员，才立志去铁路工作。如今已穿上制服成为复兴号列车员的他，知道自己的故事被很多彝族乡亲用来鼓励娃娃，“好好读书，像吉克日古一样，长大后去大山外的世界。”(完)