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）

她们用匠心奉献爱心******

　　用纤手创造万物，用匠心重塑自然。不久前，浙江省宁波市鄞州区潘火街道纤源坊公益组织迎来五周岁的生日。庆典现场，金银彩绣、钩针、香包、绳编、布艺、剪纸等12种手工艺品让人眼花缭乱，向市民展示指尖的艺术。

　　从2017年到2022年，这支最早由4个人组建的公益团队现在已有20名骨干成员，慈善义工多达200余名。她们的公益足迹从鄞州走向海曙、江北等，甚至将服务延伸到了四川、河北等地。

　　一双巧手创造万物

　　“好巧的手，这条鱼活灵活现的!”在蔡珠佩的金银彩绣摊位前，有一群市民围观，大家时不时发出啧啧赞叹。一根极细的绣针在蔡珠佩的手中上下翻飞，演绎出一幅栩栩如生的“鱼戏红莲”图。

　　今年64岁的蔡珠佩正是纤源坊的一名女工巧匠。从14岁便开始学习刺绣，当时，刺绣已经成为她补贴家用的主要经济来源。“那时候我做刺绣，家里其他人都务农，但我刺绣赚来的钱比他们加起来都要多。”说起自己的手艺，蔡珠佩一脸自豪。婚后，她跟着丈夫务农，直到老屋拆迁后，生活安逸了很多。如今，宁波金银彩绣已经成为国家级非物质文化遗产。为了让这些赋闲在家的“失土”妇女用一技之长参与公益，潘火桥社区成立纤源坊手工艺工作室。就这样，蔡珠佩“重操旧业”，成了最早加入的慈善义工。

　　“做布艺，让我能静下来，品位指尖文化!”43岁的杜春萍同样是纤源坊一位拥有8年布艺经验的达人。最近，她计划推出“卯兔”系列布艺作品，迎接即将到来的兔年。

　　从“百年红船”纪念徽章到“虎年”定制胸针，再到今年的“绿马”，这群巧手阿姨们的手工制品，一次次“出圈”。5年来，纤源坊一步步发展壮大，纤源坊的骨干义工个个都有一技之长。香包、剪纸、钩针、布艺……摊位上的手工艺品，让大家忍不住停下脚步。她们不光会女红，而且会制作各种宁波传统美食，酒酿、灰汁团、乌米饭等，庆典现场的美食摊位人气爆棚。

　　初心不会改变

　　2020年12月，鄞州区蔡氏纤源坊社会工作服务中心正式在民政局登记注册，成为真正意义上的法人社会组织。手工作品所得款项，都用于公益事业。现场的展示板上，留下了她们的公益足迹：走进学校开展手工制作培训，走进社区教老年人做手工，慰问抗疫一线“白衣天使”……

　　她们用纤手创造艺术品，也用纤手铺就了一条大爱之路。五年来，纤源坊已经累积了7万多元的公益善款，从起步时的接受街道社区“输血”，逐步成了一个具有自主“造血”能力的社区社会组织，用公益反哺社会。

　　在社区的传奇里小区，有一个罹患白血病多年的孩子，母亲一个人将孩子拉扯大。“他爸爸想放弃，如果我再不管他，这孩子就没救了，再难我都会坚持下去!”在一次活动中，这位母亲的话打动了骨干成员蔡萍儿。打那以后，纤源坊每年都会给孩子送去慰问金，鼓励这位坚强的母亲。虽然金额并不高，却是一份支持的力量。每年年初，这个公益组织都会给辖区的10户困难家庭送去慰问金，已经坚持5年了。

　　“我们做的手工制品，我们做的宁波美食，收到的每一分钱，都放入了我们的资金池，我们希望能用自己的一技之长去帮助更多的人。”纤源坊的本意就是以纤手创造万物，用匠心奉献爱心，蔡萍儿说，这个初衷不会改变。（赵得地 龚 静）