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）

最新动态：俄宣布更换特别军事行动总指挥 乌方在基辅实施联合反情报行动******

　　新华社北京1月12日电综合新华社驻外记者报道：俄罗斯国防部长绍伊古11日宣布更换俄对乌克兰开展特别军事行动区域联合部队总指挥，由俄武装力量总参谋长格拉西莫夫出任。同日，乌克兰国家安全局与乌国家警察局和军事执法部门在首都基辅实施了联合反情报行动。

　　——俄国防部表示，提高特别军事行动的管理层级与“行动中待解决任务范围的扩大、在不同军种间组织更为密切的互动、提高不同类型的保障质量和部队编队的管理效能”有关。国防部网站消息说，原特别军事行动区域联合部队总指挥、俄空天军总司令苏罗维金大将，俄陆军总司令萨留科夫大将以及俄武装力量副总参谋长基姆上将出任特别军事行动区域联合部队副总指挥。

　　——乌克兰国家安全局11日在社交媒体发布消息说，当天上午在基辅实施联合反情报行动期间，重点检查了乌内阁等国家机关工作区和周边区域，目的是加强对重要国家机构及相关人员的安保。

　　——俄总统普京11日在主持本年度首次政府工作视频会议时宣布，俄计划提升国防能力并解决保障特别军事行动参战部队的所有问题。他表示，无论面临何种外部压力，俄罗斯须在近期内彻底解决自主发展问题。

　　——欧盟委员会主席冯德莱恩和北约秘书长斯托尔滕贝格11日宣布，双方将成立联合工作组以更好保护交通、能源、数字和太空等领域的关键基础设施，防止北溪天然气管道遇袭等类似事件重演。

　　——波兰总统杜达11日说，波兰将向乌克兰提供一个连的德国造“豹”式坦克。这将是西方国家首次向乌提供被认为是进攻型武器的西方制造主战坦克。据波通社报道，杜达当天在乌西部城市利沃夫与乌总统泽连斯基和立陶宛总统瑙塞达举行会晤。据悉，一个坦克连通常有14辆坦克，波兰目前拥有200多辆不同型号的豹-2型坦克。

　　——爱沙尼亚外交部11日通知俄罗斯驻该国大使，爱沙尼亚政府决定在2月1日前将俄驻该国使馆人员减半。爱沙尼亚外交部新闻局表示，此举旨在确保两国外交使团的工作人员数量对等。

　　——乌克兰国家通讯社10日报道，乌国家核能监管局代局长奥列格·科里科夫说国际原子能机构已同意乌方提议，即将向切尔诺贝利核电站在内的所有乌方核电站派遣观察团。观察团将负责观察袭击活动对核设施的影响。

　　——乌克兰国家统计局10日发布物价报告说，2022年乌克兰通货膨胀率为26.6%，创2015年以来新高。报告说，过去一年乌克兰食品、运输和燃油价格涨幅最大，分别上涨34.4%、42.9%、69.4%。2023年乌国家预算法案预计今年的通胀率为28%。（参与记者：李东旭、华迪、任珂、张章、陈琛）