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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）

新意升级 《2023年元宵晚会》将播出******

　　中新网北京2月3日电 (记者 高凯)2月3日，中央广播电视总台《2023年元宵晚会》举行发布会，据介绍，晚会将呈现多项技术创新和节目创作亮点。

　　据介绍，此次元宵晚会实现电视及新媒体一体化制作，并通过总台全媒体平台分发传播；通过AR虚拟特效、XR虚实融合制作、立体视频和三维菁彩声等新技术应用，大幅度提升节目视音频沉浸式效果；演播大厅舞台大屏幕视频、灯光、升降舞台和现场扩声全面实现集中控制，大幅度提升舞美视觉及现场扩声效果和安全播出水平。

　　中央广播电视总台文艺节目中心负责人表示，元宵晚会坚持创新引领，经过精心设计和精细打磨，已完成了录制工作。晚会延续“欢乐吉祥、喜气洋洋”的总基调，突出开心信心、奋进拼搏的主旨，通过民歌、戏曲、艺术体操、歌曲、曲艺等多种艺术形式的节目，展现“花灿灯彩闹元宵”的传统佳节特色，传递繁茂锦绣的美好氛围和华灯璀璨的喜庆气象。

　　据介绍，元宵晚会以“花灯耀四海”为主线，北京灯彩、秦淮灯彩、硖石灯彩、潮州花灯等一系列入选国家级非物质文化遗产名录的中国传统民俗工艺将在晚会中亮相，与东西南北中多地灯会的实景拍摄相呼应，展现元宵佳节美丽中国的喜庆色彩。

　　晚会开场歌曲邀请今年春晚微电影《我和我的春晚》中感动了亿万观众的张建国扮演者金长勇，与现场演员共同合唱，在欢腾热烈的歌声中共迎癸卯兔年的第一个月圆之夜。由众多演奏家创新打造新国乐曲目《百凤朝阳》，奏出中华民族昂扬向上的精气神。全新演绎的《新花好月圆夜》，将河北竹板书和苏州评弹两种曲艺形式进行融合创作，表达出圆满和美的寓意。由中国人民解放军仪仗司礼大队奏唱的歌曲《强军有我》，以豪迈的激情、磅礴的气势，展现了中国军人的血性和担当，唱出了“请党放心，强军有我”的铿锵誓言……

　　据悉，2月5日20点档，中央广播电视总台《2023年元宵晚会》将在央视综合频道、综艺频道、中文国际频道、音乐频道等电视频道，音乐之声、经典音乐广播、文艺之声、大湾区之声、台海之声、华语环球广播、南海之声等广播频率，央视频、云听、央视网、央广网、国际在线等新媒体平台同步播出。全国约500个城市文化广场将通过“百城千屏”8K超高清公共大屏传播平台播出元宵晚会，“在广场看晚会闹元宵”将为城市文化活动提供新场景。央视频客户端还将采用“竖屏+三维菁彩声”“横屏+三维菁彩声”两种模式播出晚会节目。

　　央视网脸书平台CCTV中英文账号、优兔平台CCTV春晚频道将面向全球同步播出元宵晚会。(完)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）