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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）

4人已过澳网单打首轮关 中网协球员表现可圈可点******

　　中网协球员表现可圈可点

　　本报讯(记者 李远飞)北京时间昨夜，2023年澳网结束了单打正赛首轮的全部比赛。除因手腕伤势退赛的郑赛赛和因天气原因改期出场的张帅外，其余8名已经出赛的中网协球员里，4人闯过了首轮关。虽然战绩胜负各半，但中国姑娘和小伙的表现可圈可点。

　　去年在法网打入16强、温网和美网晋级32强、澳网闯入第二轮的中国女网新锐郑钦文，在墨尔本公园延续了强势表现，仅用时56分钟，就以6比0和6比2击败了匈牙利球员加尔菲，速胜晋级。加尔菲的单打世界排名是第86位，去年美网也打入了单打第三轮，实力不差。郑钦文能够轻松取胜，与她各方面的充分准备不无干系。“有了更多经验，因为今年不像去年，什么都是第一次。”她赛后说，“最近我的感觉一直都还可以，我也一直在很努力地训练，这一切都是一点一滴积累成的，我对这个结果不意外。希望能够保持水准，下轮看发生什么。”

　　朱琳以6比2和6比4战胜了加拿大球员马里诺，王欣瑜以7比6(2)、6比4淘汰了东道主球员亨特。两名中国姑娘此前都曾与各自对手有过交锋，按照朱琳的话说：“比分看上去轻松，但比赛过程其实很难。”能够赢下来，经验总结是一方面，更重要的是坚持和自信。“我觉得，今天最重要的一点是做到了坚持到底。”王欣瑜赛后说，“最重要的，还是要相信自己能够做到，无论场上的比分如何，你的状态如何，你的对手是谁。”

　　商竣程也是如此。这名首次参加大满贯成人组单打正赛的17岁小将，以6比2、6比4、6(2)比7和7比5击败了排名高出自己120位的德国球员奥特，实现了公开赛年代中网协球员澳网男子单打首轮的成绩突破。他透露，比赛中遇到困难时，自己凭借的也是坚持和自信。

　　张之臻、吴易昺虽然在两场5盘鏖战后遗憾出局，但他们都在场上充分释放了自我，打出了自己想要打的网球。面对“抽击如鞭、发球似炮”的美国球员谢尔顿，张之臻耐心与之周旋，打出了自己的高水准。如果不是决胜盘局分5比4时的那个赛点回球稍稍偏了一点，他就将以胜利者的姿态昂首晋级。虽然最终在残酷的抢十后输球，但张之臻仍然配得上掌声。吴易昺的5盘大战是一场超过4小时的鏖战。在这场比赛里，吴易昺为了增加自己的进攻侵略性，进行了各种大胆尝试，打得不保守，输得不难看。

　　而1比6和3比6输给前世界第一K·普利斯科娃的王曦雨，和1比6、4比6告负的袁悦，看到了自己与对手的差距，期待在未来继续提升自己。以袁悦为例，首次出战澳网单打正赛，首场就被安排在主场地罗德·拉沃尔球场进行，对手还是赛会女单6号种子、希腊名将萨卡里，袁悦尽管拼尽全力，但紧张和实力差距让她最终败下阵来。她在赛后说：“我是排名百位的球员，她是前十球员，我们之间必然有差距。慢慢来，一点点去追上，这不是一天两天的事儿。人家也是通过很长时间才达到今天的程度的。我也需要通过更多训练和比赛去弥补我们的差距。”

　　《北京日报》2023年1月18日第12版

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）