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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）

冰雪欢乐购物季 商圈圈粉再聚烟火气******

买年货。

　　□文/摄 本报记者 蔡韬 邢汉夫

　　在第39届中国·哈尔滨国际冰雪节期间，哈尔滨市南岗区商务局联动区内各大型商场，在1月5日至1月27日（正月初六）期间，全面开启“冰雪欢乐购物季”活动。南岗区各大型商场结合各自优势和特点，推出精彩纷呈的系列促销活动，全力打折让利消费者，满足广大市民节日期间购物和娱乐消费需求。

　　5日，记者在远大购物中心南岗店内看到，商场内人头攒动，市民三三两两在选购心仪商品，各柜台导购热情地为顾客提供服务。“这次活动折扣力度很大，这几天客流量明显回升。”一家女装专柜店员告诉记者。“之前看好了一双鞋，感觉有点贵，这次打完折就能接受了，必须立刻拿下。”刚参加工作一年的小常以自己满意的价格买到了心仪的鞋。

　　在松雷商厦南岗店，市民孙女士和家人正在选购化妆品。孙女士告诉记者，之前自己买化妆品觉得找代购便宜，但是麻烦也很多。现在正好有打折活动，所以来选购些化妆品，打算过年时送给家人。

　　记者走访中了解到，在此次“冰雪欢乐购物季”活动中，各大型商场以打折、满减等优惠活动激发消费者购物热情。其中，远大购物中心南岗店推出的“奈思兔meet you恭贺新春”系列促销活动中，商家为VIP顾客定制了“新年照相机”活动，在大年初一至初六期间，消费者只需花1元钱，即可拍摄“新春记忆”照片，每日限量100个。松雷商厦南岗店推出“何所有优品市集”活动，市集上的非遗手工艺品吸引了很多外地游客。“我们这次来哈尔滨，不仅去了冰雪大世界，还买到了喜欢的伴手礼。这里的伴手礼颜值高、设计感强，回去送朋友很有意义。”湖南游客王健笑着说。此外，市集上的绿色粮油、营养生鲜、饮料冲调、特色山珍、健康调味、即食佳肴、醇馥美酒、保健食品等也很受市民和游客的欢迎。

　　杭州市民李浩陪着老父亲15年后重游哈尔滨，看完雪雕后爷俩来到秋林公司购物。“15年前来哈尔滨吃了秋林红肠，我们一直念念不忘。这次来要多带点回去，正好赶上商场促销，刚刚我们还抽到了幸运奖，老爸很高兴。商场很贴心，还提供免费塑封服务，多买也不怕不好保存了。”李浩说。

　　作为年轻人的集聚地，凯德广场里，很多大学生在此购物、品美食。商场推出的参与各种竞技活动赢消费券活动，引来很多大学生参加。“我们看完冰雪大世界的烟花秀后来到这里逛街，还吃了涮火锅。通过参与商场举行的活动，还赢得了200元美食券，真是不虚此行。”江苏大学生刘莹开心地告诉记者。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）