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）
两场无与伦比的奥运，一个全新姿态的中国 ******
2月20日，北京2022年冬奥会闭幕式在国家体育场“鸟巢”正式拉开帷幕。中新社记者 毛建军 摄
随着梦幻五环缓缓升空，“鸟巢”回响起熟悉的《我和你》，时空仿佛瞬间穿越回14年前的那个夏天。
那个夏天，我们为健儿的出色表现动情欢呼，为中国更积极地融入世界激动雀跃，2008成为全体中国人无法磨灭的集体记忆。当闭幕式上时任国际奥委会主席的罗格称赞，“这是一届无与伦比的奥运会”，很多人泪水打湿眼眶。
2008年8月8日，天安门广场上空燃放北京奥运会开幕式焰火《历史足迹》，烟花组成的“大脚印”在夜空绽放，在全世界的注视下，一步步走向鸟巢。图片来源：视觉中国14年后的今天，又一场“无与伦比”的奥运盛会在“鸟巢”落下帷幕。从世界健儿的出色发挥，到无微不至的赛事组织；从“北京有全世界最美丽的冰场”，到“闭环内是全球最安全的地方”；从赛场内外无处不在的黑科技应用，到志愿者朴实真挚的笑脸。伴随冬奥成功举办，北京成为世界上第一座“双奥之城”。
6年多的筹办，16天的展现，北京履行了申办时的庄严承诺。一届既简约、安全，又精彩、非凡、卓越的冰雪盛宴，成为向世界交出的最好答卷。在疫情阴影仍笼罩全球的当下，北京冬奥会的成功给予中国更多自信，更向全世界传递出团结一致、共克时艰的决心。
2月20日，北京2022年冬奥会闭幕式在国家体育场“鸟巢”正式拉开帷幕。中新社记者 崔楠 摄“我们之所以能有如此难忘的经历，都要归功于热情好客的东道主——全体中国人民！目前，中国已有3亿多人参与冰雪运动。中国冰雪运动员取得了巨大成功，确立了冬奥会带来的积极影响。这是一届真正无与伦比的冬奥会。”国际奥委会主席巴赫在闭幕式上，再一次对北京冬奥会做出高度评价。
如果说北京奥运会，气势恢宏的传统元素贯穿始末的话，14年后的北京冬奥会，我们不需要再仅仅依靠宏大场面讲述中国故事。从传统的节气生肖，到现代化的高科技呈现；从京张高铁跑出的中国速度，到冬奥餐厅“从天而降”的美食，甚至接地气的韭菜合子，都成为引人瞩目的标签。
资料图：奥运主火炬被点燃，北京奥运会大幕正式拉开。中新社记者 任晨鸣 摄赛场之上，历经“双奥”洗礼的中国体育人尽显自信与大气。开、闭幕式旗手高亭宇纵情豪言，“现在不破奥运纪录，好意思拿冠军吗！”17岁的苏翊鸣在无缘冠军后微笑面对，反而恳请外界终止对裁判的批评。
赛场之外，国人对竞技场上成败胜负更为豁达。14年前，我们对刘翔的退赛曾经充满遗憾，甚至不乏批评之声；如今对运动员的理解更充满人文关怀——“想给苏炳添一块奖牌”、“劳模孔凡影辛苦了！参与就是胜利！”
2月20日，北京2022年冬奥会闭幕式在国家体育场“鸟巢”正式拉开帷幕。图为闭幕式尾声烟花秀：天下一家。包容的背后是与日俱增的自信，自信的来源，是中国日新月异地发展和变迁。以科技和绿色为依托，无论是各种技术应用场景日益融入生活、“基建强国”的强大能力、“碳中和”冬奥成就蕴含的理念，还是协同发展的澎湃动力，最终都落实成普通百姓触手可及的获得感。
伴随着14年前那场“无与伦比”的北京奥运会，“鸟巢一代”让国际社会看到了充满活力的中国；当14年后又一场“无与伦比”的冬奥会落下帷幕时刻，一个全新姿态的中国展现在世界面前，在依旧充满活力、依旧热情好客的同时，变得更加从容、更加自信、更加强大。(记者 卢岩)
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