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来源：天天发娱乐网投2024-05-16 17:48

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）

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春节假期天气地图：我国无大范围低温雨雪冰冻南方多地雨中迎新春******

　　中国天气网讯今天（1月19日）上午，中央气象台正式发布春节假期天气预报，预计2023年春节假期（除夕至初六）我国无大范围低温雨雪冰冻等灾害天气，冷空气活动较为频繁，中东部地区气温波动较大，内蒙古东部、东北一带气温偏冷明显，部分地区将现极寒。南方多地雨水中迎新春，除夕、初一及初五前后会有阴雨，需注意出行安全。

　　北方冷空气频扰气温偏低东北等地将现极寒天气

　　中央气象台预计，春节假期，我国无大范围低温雨雪冰冻等灾害天气；中东部地区冷空气活动频繁；北方大部地区以晴到多云天气为主，平均气温较常年同期偏低1至3℃；南方地区有一次大范围小雨过程，平均气温较常年同期偏高1℃左右。

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　　内蒙古、黑龙江部分地区将现极寒天气。受冷涡影响，春节期间内蒙古东部和东北一带气温偏低明显，会有大片区域气温创今冬来新低，黑龙江中北部、内蒙古东部有不少地方还可能会打破1951年以来低温历史纪录。

　　其中，黑龙江省会哈尔滨，初一、初二最高气温仅有-23℃、-24℃，将连创今冬新低，最低气温更是会降至-35℃，实力演绎北国冬日的天寒地冻。内蒙古东部的图里河连续4天最低气温-49℃，冷得罕见，当地从1951年以来仅有两天最低气温达到-49℃以下。这些地区的小伙伴，过年一定备足最厚的装备，全副武装防寒保暖。

　　西北大部、华北北部气温偏低，雨雪少。除了东北地区，西北大部、华北北部春节期间气温也将会比常年同期偏低，最高气温在冰点线徘徊，最低气温跌至-10℃左右。另外这些地区雨雪稀少，春节期间在保暖防寒的同时要及时补水防燥。

　　华北中南部、黄淮假期初期有霾扰。除夕和初一冷空气影响间歇期，大气静稳，华北中南部、黄淮等地可能会有霾天气出现，初二开始随着冷空气的到来，空气质量好转。

　　南方大范围降雨来扰华南西南等地警惕大雾

　　南方大部假期雨水开启。南方大部地区除夕、初一会遭遇降水，强度较弱，其中，湖北西部一带海拔较高区域可能会有雨夹雪或小雪出现；初二到初四天气转晴，只有西南地区东部可能会有分散的弱降水，但受到冷空气扩散南下影响，可能会出现4至6℃降温；到初五前后，南方雨水又将增多，春运返程或将受到影响。

　　西南、华南等地有雾来扰。除夕夜至初一，四川盆地南部、安徽、华南南部及沿海，北部湾、台湾海峡等地有大雾，局地能见度不足200米；初五、初六早晨时段，贵州南部、广西、广东西部等地有大雾。

　　西藏西南部警惕强降雪。西藏西南部在初三后会有强降雪，部分地区大到暴雪，需警惕降雪带来的不利影响。

　　今年，随着疫情防控政策调整，不少在外工作的人都选择了返乡过年，此时防疫并不能完全松懈。在返乡途中，依然要做好个人防护，佩戴口罩必不可少；返乡初期，要加强自我健康监测，尽量避免接触家里有基础性疾病的老人；春节期间，不熬夜，避免劳累，不大量饮酒，不暴饮暴食。

　　中国天气网提前祝大家春节快乐，兔年大吉，万事如意！（策划/冯玮设计/张莉数据支持/张娟）

　　（文图：赵筱尘巫邓炎）

[责编：天天中]

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