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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）

直击“摩托大军”返乡******

　　2023年春节即将到来，伴随着春运的开始，广东佛山龙山加油站比以往更加热闹。等待给车辆加油的是数十米长的摩托车队，驾驶员们正为返乡做准备。

　　这些骑着摩托车的人被称为“春节返乡摩托车大军”，他们大多数是从外地到广东务工的工人，春节前将骑摩托车返回广西、贵州等地，在家乡过年。“摩托车大军”盛行时，数量最高曾突破百万辆次。

　　1月8日上午，华西都市报、封面新闻记者在现场看到，骑摩托车返乡的务工人员陆续来到加油站，为车辆加油，为返乡行程做准备。加油站工作人员表示，今年骑车返乡的务工人员人数相较过去三年有所回暖。

　　返乡“摩托大军”：

　　骑车出于爱好，当天可以到家

　　从工作地所在的广东佛山到家乡广西南宁，骑摩托车大约需要10个小时。韦易睦连续10年在春节前踏上这段回家路。今年，他照例骑上摩托车准备出发。临行前，他做了两个准备：连夜修好摩托车坏掉的电池，给车加满了油。

　　骑车是韦易睦的爱好。“正好出去，一路看一看。”这辆即将载着他返回家乡的摩托车，曾经载着他去过西藏。去年春节前，他也曾骑车载着妻子一起回家。但妻子觉得“受不了”，所以她今年计划乘坐高铁返乡。

　　佛山龙山加油站是大多数在粤务工返乡摩骑人员必经的站点。1月8日11时，华西都市报、封面新闻记者在龙山加油站现场看到，陆续有骑摩托车返乡的务工人员来到加油站加油和领取物品。

　　57岁的方立辉也在“摩托大军”的队伍中。他已经在广州打工二十多年，骑摩托车回家是他经常选择的交通方式。今年，他计划1月10日早上出发。约400公里的路程，他用8个小时可以走完，当天晚上就能抵达家乡广西贵港。

　　“摩托大军”数量今年或回暖

　　加油站免费为2000骑车人提供服务

　　“摩托大军”近几年数量锐减。据广东省交通部门2022年数据显示，“摩托大军”人群自2013年春运期间达到峰值约110万辆次后，明显呈逐年下降趋势。

　　龙山加油站站长裴大勇告诉记者，近年来，不少返乡摩骑人员开始退出“摩托大军”队伍。“(有的)摩托车车友现在买了私家车，另外在开通了高铁的地方，有些工人选择乘高铁回家。”

　　但据他们观察，今年参加返乡加油活动、计划骑车返乡的人数相较过去三年有所回暖。自2013年来，某品牌石油企业在广东开展公益活动，为春运期间摩骑返乡务工人员、跨省运输卡车司机提供免费加油、休息等服务。今年春运期间，该企业在广东多个加油站计划免费面向2000名骑车返乡人员提供服务。

　　华西都市报-封面新闻记者 林珏瑶 杨峰

　　佛山摄影报道

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）