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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）

非遗迎春添年味儿******

　　【新春走基层】

　　光明日报记者 王笑妃

　　春节前夕，北京市杨梅竹斜街的一处非遗传习馆中，修女士正在欣赏自己绘制的金丝珐琅画：一只洁白圆润的萌兔正眯着眼睛，趴在一弯黄澄澄的月亮上酣睡。凑近端详，可见颜料的颗粒感，像把宝石碾碎，流光溢彩，熠熠生辉。“腊月里，来体验非遗手工迎兔年，感觉年味儿更足了。”修女士说。

　　伴随着蝈蝈热烈欢快的鸣叫声，修女士和同事体验了掐丝珐琅工艺中的“点蓝”一步。桌上摆着瓷蓝、珊红、松绿等用矿物制成的釉料颗粒，修女士用蓝管轻轻拾取釉料，一点点填入金丝间的缝隙，再拿蓝铲蘸水轻揉，让颜色自然晕染过渡。“看老师示范觉得简单，自己上手才发现‘点蓝’想要出彩，其中分寸、轻重的把握还是很考验技术的。下次我还要带朋友来，一起从‘掐丝’开始体验。”修女士兴致勃勃地说。

　　非遗传习馆的创始人郭巍，是金丝珐琅画非遗传承人，他希望以活态传承的方式，让跨越元明清三代、传承六百余年的掐丝珐琅工艺，在新时代绽放出独特光彩。“在博物馆隔着玻璃罩欣赏非遗工艺品，还不能完全展现它的魅力，只有让人们亲自动手体验制作过程，才能拉近它与百姓的距离，让人明白其中的韵味和妙处。”为了便于大众学习体验，郭巍提取了景泰蓝制作技艺中“掐丝”与“点蓝”的精髓，创新成金丝珐琅画的形式，省去了烧蓝、打磨、鎏金等纷繁复杂的操作工序。

　　为了让掐丝珐琅工艺从宫廷御用“飞入寻常百姓家”，郭巍将金丝珐琅画与人们生活日用的车载香薰、餐具装饰、化妆镜等结合，设计成别致的文创产品。和修女士一同来体验的李女士，选择在杯盖上绘制一朵亭亭玉立的芙蕖，“以后我打算在单位里每天用这个杯盖，这样就感觉非遗一下融入了我的生活”。

　　郭巍还尝试用金丝珐琅画的形式表现油画、卡通、插画等不同风格的绘画，以贴近现代人的审美。传习馆的墙上，挂满了一幅幅以细薄金丝掐制成各种花纹，再填进珐琅釉的瑰丽画作，有传统题材如九色神鹿、五福捧寿图，也有栩栩如生的雪豹、憨态可掬的卡通熊猫。

　　每年春节，郭巍都会以当年生肖为主题设计金丝珐琅画的图案。去年，他对瓦当形象中的“虎”进行二次创作，为虎加上三只翅膀，象征“如虎添翼”，数量则对应着天地人三才。今年兔年，他既为学员们准备了来自敦煌藻井中和谐典雅的“三兔共耳”图案，也准备了许多可爱的卡通兔子形象。郭巍介绍，春节前后，也有客人选择绘制春日的花卉来讨个彩头，如象征“和和美美”的荷花或寓意“玉堂富贵”的玉兰花。

　　记者注意到，传习馆的窗边摆放着许多玲珑可爱又喜庆的杯盖，有的上面绘有在圆滚滚身子上长着翅膀的“小仙兔”，有的在红底上以金色描出融合祥云图案的“福”字，有的绘有结着白霜的火红柿子。郭巍介绍，这是前几天一群放寒假的小学生来给家人制作的新年礼物。

　　在杨梅竹斜街，许多店铺已经贴上了红底墨书的福字和春联，端庄优雅的“古典”仙兔、灵动讨喜的“卡通”萌兔等非遗文创也被摆上了橱窗。在这里，人们可以体验制作老北京兔儿爷、毛猴，以及修复古陶瓷的“锔瓷”“金缮”工艺等非遗手工艺，过一个有浓浓年味的春节。

　　《光明日报》（ 2023年01月11日 03版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）