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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）

光明文创联合国礼团队、非遗大师，三大IP共同打造《财福满堂》癸卯兔年纪念章******

　　2023癸卯兔年即将来临，中国及世界多国都在新年到来前发行生肖类纪念品，以此来表达对中国新年的祝福。

　　在众多生肖纪念品中，一套名为《财福满堂》的癸卯兔年纪念章正对外发行。

　　这套纪念章由光明文创和北京工美集团有限责任公司技术中心联合出品。其中，光明文创是光明日报直属文化企业——光明实业总公司独家注册运营的央媒旗下特色文化品牌，在文创领域具有极大影响力和品牌价值。

　　为弘扬中国传统生肖文化，表达新年祝福，光明文创全力打造了此套2023年生肖纪念品——癸卯兔年纪念章，并特请北京工美集团有限责任公司技术中心负责纪念章设计和制作全流程。

　　北京工美集团有限责任公司技术中心是北京工美集团的核心研发单位，拥有实力雄厚的研发设计师团队，成员毕业于清华美院、中央美院等。数十年来，技术中心一直承担着国家级礼品的设计生产任务，2008年成功设计制作了北京奥运会会徽发布载体“北京奥运徽宝——中国印”等，是享誉内外的“国礼团队”。

　　为确保一流设计、最高标准，癸卯兔年纪念章的设计和创作由北京工美集团的首席设计师冯超亲自领队。同时，设计团队还特别邀请了国家级非遗项目“蔚县剪纸”的代表性传承人——周广大师加入。“蔚县剪纸”和古老的生肖文化相结合，贯穿于纪念章的设计中，使其具有极高的艺术价值和文化价值。

　　纪念章外形为经典圆形造型，正面以兔子为题材，采用了彩印蔚县剪纸的形式，周围点缀敦煌花卉纹饰，并融入牡丹纹、如意、铜钱元素；背面结合了十二月份及十二花神元素，相互呼应，寓意一年四季。

　　整套纪念章在工艺上还做出了大胆创新，将彩印工艺和花丝工艺二者结合，使得整体造型更别致美观。

　　此次发行的《财福满堂》癸卯兔年纪念章，共分三个不同系列：金色套装、银色套装和黄铜套装，分别对应金银材质、银质和黄铜材质，每个系列均包含十二枚纪念章。金银作为贵金属而言，一直担当着比较稳定的保值功能，为纪念章的价值锦上添花。

　　金色套装共将发行3000套，银色套装共将发行5000套，黄铜套装共将发行10000套。每套纪念章都具有唯一编号，防伪可查，枚枚保真，既保证了每枚纪念章的唯一性，也使其具有极大的稀缺性。

　　十二生肖是我国传统民俗文化的重要组成部分，久远的生肖文化使中国人的精神、命运和情感紧紧联系在一起，构成了每个人终生的文化情结。正因如此，生肖一直是收藏界的一个永恒的题材。

　　不同于以往的生肖类纪念品，《财福满堂》癸卯兔年纪念章是著名文化品牌、国礼团队和国家级非遗大师，三大顶尖IP首次合作的首个成果，这在同领域是史无前例的。

　　由权威文化品牌牵头，国礼团队担当重任，国家级非遗大师助力，《财福满堂》癸卯兔年纪念章实为同类收藏领域登峰造极之作。作为贺岁与生肖文化的献礼，《财福满堂》癸卯兔年纪念章实为一款极其稀有珍贵的艺术藏品。

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　　来源 / 光明文创

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）