快盈官网注册-在线登录平台网址入口下载 - 官网网站首页

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）

我国生态保护修复取得开创性进展******

　　自然资源部相关负责人昨天（11日）表示，自然资源部组建五年来，我国自然资源调查取得一批新成果、生态保护修复取得开创性进展。

　　自然资源部表示，五年来，全国共完成1885个县1:5万地质灾害调查、186万平方公里隐患综合遥感识别、12961处工程治理，因地质灾害死亡失踪人数、直接经济损失明显下降。第三次全国国土调查全面完成，它是我国进入新时代后开展的一次重大国情国力调查，为国土空间保护开发和自然资源管理数字化转型提供了统一的底图底数。

　　此外，我国生态保护修复取得开创性进展，完成全国生态保护红线划定，陆域生态保护红线面积占陆域国土面积的近三分之一；编制实施全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划及专项规划，在国家生态安全屏障统筹布局9个重大工程、47项重点任务。

　　五年来，国家共实施44个山水林田湖草沙一体化保护和修复工程，已完成修复面积达3.5万平方公里；整治修复海岸线1100公里、滨海湿地42万亩。

　　2023年要夯实粮食能源资源安全基础

　　自然资源部负责人表示，2023年要夯实粮食、能源资源安全基础，严守安全底线，提高安全发展能力。

　　自然资源部表示，特别要牢牢守住十八亿亩耕地红线，推进耕地数量、质量、生态“三位一体”保护，坚持良田粮用大原则，坚决遏制耕地“非农化”、防止“非粮化”。全面落实党政同责，健全奖惩机制。

　　此外，自然资源部明确继续加强基础地质调查，深化矿产资源国情调查，推进未利用矿区资源调查评价，组织实施战略性矿产国内找矿行动，推动实施矿产地战略储备工程，提高矿产资源国内供给储备保障能力。

　　自然资源部还改革土地利用计划配置方式，实行“项目跟着规划走，要素跟着项目走”，统筹安排新增和存量建设用地，全国单位GDP建设用地使用面积五年下降21.51%。

　　提高自然资源利用水平 守住生态安全边界

　　对于如何推动我国绿色低碳发展，自然资源部负责人表示，将持续推进自然资源节约集约利用、提高自然资源利用水平，守住自然生态安全边界，促进人与自然和谐共生的现代化建设。

　　自然资源部表示，继续优化自然资源要素保障方式，规范重大项目用地清单，以国土空间规划和真实有效的项目落地作为配置土地计划的依据。研究制定科学合理围填海管控规则，保障国家重大项目及行业、民生用海用岛。

　　自然资源部明确，继续实施山水林田湖草沙一体化保护和系统治理，健全国土空间生态修复规划体系，推动实施全国陆海生态系统本底状况调查、变化监测、风险预警。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）