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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）

长三角示范区生态环境一体化典型案例发布******

　　元荡岸线整治前　长三角一体化示范区执委会供图

　　中新网上海1月10日电 (浦帆)近日，长三角一体化示范区执委会(以下简称“执委会”)联合两省一市三级八方相关部门编印发布了《示范区生态环境一体化保护典型案例》。《案例》共收集整理了示范区三年来形成的加强联保共治、夯实生态基底、推动绿色发展三个方面，22项制度创新成果和46个典型案例(应用场景)，展示各部门打破行政藩篱，共同探索跨区域生态环境一体化保护制度创新的实践成果。

　　元荡岸线整治后 长三角一体化示范区执委会供图

　　此外，《案例》同时优选、收录了加强跨界水体联合共治、生态环境一体化保护、厚植生态优势转化基底、推动绿色创新融合发展等各种类型的应用场景和典型案例，与制度创新成果配套，是一套较为系统地总结提炼示范区生态环境一体化保护创新实践案例经验集成文本图集，也是对示范区生态环保工作阶段性成效的一次集中展示。

　　示范区首次联合生态监测启动和现场采样长三角一体化示范区执委会供图

　　在联保共治方面，示范区作为两省一市的跨界毗邻地区，在水污染防治等方面的合作由来已久。示范区成立以来，执委会主动协调，构建两省一市各扬所长、充分共商、联合创制、统一管理的生态环境联保共治体系，持续探索和巩固跨界水体联保共治新机制、新模式。随着全方位联保共治机制的不断深化，示范区环境质量尤其是重点跨界水体水质持续稳定改善，太浦河跨省界断面水质连续三年年均值达到Ⅱ类以上，淀山湖、元荡等重点跨界湖库已经提前达到2025年水质功能目标。

　　示范区大气超级站科学观测网长三角一体化示范区执委会供图

　　在生态环境管理制度统一方面，示范区始终坚持把保护和修复生态环境摆在优先位置。以生态环境标准、监测、执法“三统一”制度创新等为重点，持续探索和深化完善生态环境保护一体化制度创新，协同构建示范区生态环境一体化监测网络，不断健全示范区生态环境一体化保护体系。与此同时，围绕构建示范区“一心两廊三链四区”的多样化生态格局，示范区加快实施“一河三湖”岸线生态修复和功能提升工程，开展全域环境治理和生态修复，丰富生境和物种类型，维护和提升生物多样性，持续筑牢示范区生态基底。

　　在推动绿色发展方面，加快探索绿色创新融合发展路径。示范区三年来坚持筑牢示范区生态绿色本底，持续加大投入，示范区越来越优良的生态绿色基底，已经吸引了华为研发中心、复旦大学创新学院、浙江大学智慧绿洲、同济大学可持续发展研究院、英诺赛科半导体等一批创新研发高等级平台、项目落户，示范区绿色创新融合发展能级效应正不断放大。(完)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）