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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）

“让民间文物修复技艺传承延续”******

　　“让民间文物修复技艺传承延续”

　　本报记者 李 强

　　在展会现场，观众体验如何用传统技艺加工石材。

　　本报记者 李 强摄

　　铁匠将烧红的铁锭捶打成铁艺装饰；泥瓦匠用瓦刀和灰泥“修复”古老的建筑墙体；石匠对着一块大理石左右敲琢，一根罗马柱头已近完成；木匠脚踩皮带轮带动磨具，将一块方木打磨成国际象棋的棋子……这是记者不久前在德国莱比锡会展中心举办的莱比锡文物保护修复和改造博览会上看到的景象。

　　展会上，除了工匠展示技艺，还包括文物修复设备、建筑原材料、工具模具、考古探测仪器等展品。参观者有机会学习古迹保护、修复和旧建筑改造技艺，体验文物修复工艺，还能在这一行业中寻找商机。

　　在一个名为“风格屋顶”的展位前，参观者手持特制的尖头锤，将一块块黑色的页岩片敲成各种造型。另一边，身着传统服饰的专业工匠，熟练地将同样的页岩片敲击成尺寸一致的圆形瓦片，镶嵌在屋顶模型上。

　　“风格屋顶”工作室是一个由德国屋顶工匠成立的组织，传承着数百年前的手工技艺。时至今日，页岩石板瓦依然是德国建筑的主要建材。“风格屋顶”工作室不仅承揽了许多文物建筑的修缮工作，还承接民间住宅改造，通过市场化运作实现盈利。

　　“‘热爱手工艺’是我们的座右铭。”“风格屋顶”工作室负责人米尔科·菲舍尔介绍，他和他的屋顶工匠团队在工作之余，运营着数万粉丝关注的社交媒体账号，用视频和图片记录“风格屋顶”工匠们日常工作的场景。城堡、市政厅、当地传统民居的屋顶上，都有他们忙碌的身影。工匠们特别自豪并热衷于展示自己的手艺：一块页岩片，一把尖头锤，不到一分钟就能敲出一个规整对称的心形图案。

　　在展会现场，记者不时看到成群结队前来观摩学习的学生。他们大都是职业学校的学生，所学专业涉及文物修复、建筑、园林、木工、瓦工等。安妮·克莱恩鲍尔是一名职业学校学生，她对记者说：“在这里，我可以了解一些实用的操作流程，有任何问题都可以跟工匠交流并建立联系，这也为我未来就业提供了机会，非常有帮助。”

　　“修复者在保护建筑遗产方面发挥着关键作用。特别是在修复历史建筑时，他们的特殊专业知识和技能至关重要。”莱比锡展览公司相关负责人费利克斯·维索茨基表示，“整个文物修复行业迫切期待更多年轻人加入，让民间文物修复技艺传承延续。”

　　（本报德国莱比锡电）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）