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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）

湖南巨资兴修水利提升抗旱能力******url:https://m.gmw.cn/2023-01/04/content_1303243185.htm,id:1303243185

　　新年伊始 ，位于湖南省岳阳市岳阳县的铁山灌区“十四五”续建配套与现代化改造工程 的施工现场 ，大型工程机械轰鸣 ，施工车辆来回穿梭 ，工人们干劲十足，一派热火朝天的景象 。

　　铁山灌区设计灌溉面积85.41万亩， 是湖南已建成和投入运行 的第二大灌区 ，滋养着“湘北粮仓”。“在抗击2022年的大旱中 ，铁山灌区发挥了重要作用 ，保灌溉运行时间 、灌溉水量都创了新纪录 ，我们继续对灌区提质改造争取发挥更大作用。”岳阳市铁山供水工程事务中心副主任张百义告诉记者。

　　在抗击2022年 的夏秋冬连旱中，湖南省一系列水利工程发挥了重要作用，有效减轻了旱灾带来的不利影响。但 是 ，部分地区也暴露出存在水利基础设施建设相对滞后、工程性缺水矛盾比较突出等短板。

　　湖南省水利厅有关负责人介绍，湖南省2022年冬修水利投资规模与增速 、在建项目数量均创历史新高 ，计划执行进度明显快于往年 ，截至目前 ，已完成水利投资超过558亿元 。针对大旱中暴露出的短板，湖南在推进重大水利工程、防洪薄弱环节治理工程的同时，重点推进洞庭湖区北部补水二期工程 、68处大中型灌区节水改造与现代化建设 、14处大中型灌区渠道“中梗阻”畅通行动和1万处农村小水源供水能力恢复等抗旱能力提升工程 ，进一步提高农村水源保障和灌溉能力 。

　　湖南省水利厅农村水利水电处处长朱健荣告诉记者，湖南充分发挥农民群众主体作用 ，采取“以奖代补”模式 ，组织群众自选 、自建、自管农村小水源供水能力恢复建设工程 。同时广泛推广“以工代赈”模式，引导各地将山塘河道清淤疏浚、渠道整修等工艺简单的项目交由村民实施。

　　记者 周楠 长沙报道

　　（文图 ：赵筱尘 巫邓炎）