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来源：一分快32024-03-31 17:48

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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）

（新春走基层）青海“一号水利”工程：历经27年建设，收官战紧锣密鼓******

　　中新网西宁1月18日电题：青海“一号水利”工程：历经27年建设，收官战紧锣密鼓

　　作者庞彩英贾克文张添福

　　作为一名钢筋工，24岁的黄恩堂已经参与过青海“一号水利”工程——引大济湟工程西干渠7个隧洞的修建。

　　“引大济湟”工程从1958年开始构想，1996年陆续开工建设，是一项跨流域的大型调水工程，从青海省东北部大通河调水，穿越祁连山余脉达坂山引入湟水河，是青海有史以来建设规模最大、综合效益最广、受益民众最多、建设条件最复杂的战略性调水工程。

　　“引大济湟”工程攻克诸多世界性工程难题，其中的调水总干渠、西干渠、北干渠一期及二期工程干支渠总长达1143公里，连通5座重要水库(石头峡、黑泉、大石门、南门峡、松多)、272个隧洞、290个渡槽、117个倒虹吸；西干渠、北干渠一期及二期工程田间配套项目管线达5990公里，包括2299座蓄水池、86395个各类井池和给水栓。

图为引水隧洞施工。　贾克文摄

　　自2017年5月份以来，黄恩堂回甘肃老家的次数屈指可数。为了赶工期，他和工友们决定今年春节也不回家：“春节不能回家和亲人团聚是有点遗憾，但是想到自己能为水利项目建设出一份力，我也十分自豪”。

　　位于青海省西宁市大通县大哈门村的引大济湟西干渠32号洞，海拔2800米左右，洞外温度低于县城5至6摄氏度，为确保项目如期完工，春节期间，将有30多名项目建设者放弃回家与亲人团聚的机会，选择坚守岗位，奋战在施工一线。

　　“32号洞在前期地质勘查时，发现有8条断层，仅破碎的V类围岩就有3123米，占隧洞总长的72%。同时，洞内地下水丰富，最多的时候每天出水量达12000立方米，增加了施工难度和安全风险。”西干渠第二标项目经理张东星说。

　　“越是逢年过节，施工安全、质量问题越不能掉以轻心。”张东星说，“所以我们每天都要对洞内的建设情况进行反复的检查，确保施工安全”。

　　为了让一线工人在施工现场也能过一个快乐、祥和的春节，项目部通过发放慰问品、保障节日伙食、积极落实工资等举措，确保工人们在工地上干得舒心、干得放心。

　　“我们倒排工期抢抓进度，全体员工情绪高涨，我们力争在四月底完成砼衬砌施工任务，为新时代、新征程水利事业作出应有的贡献。”张东星说。

　　32号洞所在的西干渠工程位于青海省东部湟水流域，北起大通县黑泉水库，南至湟中区甘河园区。工程建成后，将充分发挥引大济湟工程的整体效益，缓解湟水北川河西岸水资源供需矛盾，满足甘河园区的用水需求，同时将增加项目区灌溉面积，改善生态环境，提高农民收入。

　　“目前，引大济湟工程主体建设已全部完成，进入收官收尾阶段。”青海省引大济湟工程建设运行局局长张伟峰说，“我们引大济湟西干渠(大通段)项目工作人员在春节期间，也将坚守在项目一线，紧盯工程建设进度及时做好工程验收、设计变更和完工结算工作，完成西干渠、北干渠二期工程剩余田间配套项目建设。”

　　在张伟峰眼里，最大的新春愿望是与工人们一道，全力以赴打赢引大济湟工程收官战，尽快让工程全面发挥效益。

　　青海省水利厅此前对外表示，目前，经过27年建设，引大济湟调水总干渠、北干渠一期、黑泉水库、石头峡水库等已建成发挥效益，北干渠二期工程、西干渠工程建设进入收尾阶段。十年来，引大济湟工程已建成项目已累计向西宁市供水1.94亿立方米，共调蓄灌溉水量40.85亿立方米，累计向下游河道生态补水3.94亿立方米。(完)