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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）

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　　定州市教育局最新发布通知，确定中小学（园）寒假放假时间↓↓↓

　　为切实做好2023年全市中小学、幼儿园寒假前后工作，日前，定州市教育局发布通知，对寒假及春季开学做出相应安排。

　　放假安排：义务教育阶段学校、幼儿园和职业学校非毕业班年级1月13日（腊月廿二）放假；普通高中学校和职业学校毕业班年级1月17日（腊月廿六）放假。

　　开学安排：义务教育阶段学校、幼儿园和职业学校非毕业班年级2月6日（正月十六）开学；普通高中学校和职业学校毕业班年级1月29日（正月初八）开学。

　　同时，定州市教育局对学生放假前后相关工作提出具体要求。

　　深入开展校园爱国卫生运动。各学校放假后和开学前，要做好校园内的环境消杀工作，确保爱国卫生运动工作落到实处。要加大校园环境卫生整治力度，全方位改善学校环境卫生，彻底消除卫生死角和蚊虫寄生地。要以班级为单位通过线上课堂、致家长的一封信等形式，教育学生及家长注意个人防护，养成良好的卫生习惯，做到勤洗手、勤通风、戴口罩、少聚集，做好自己健康的第一责任人。

　　严格规范办学行为。各学校要维护师生合法权益，不得随意增减假期时长，不得加重学生假期课业负担，确保学生有自主安排活动的时间。各学校要严格落实好中央“双减”和教育部“五项管理”政策规定，引导学生在寒假期间健康上网、加强体育锻炼、培养良好的阅读习惯、养成良好的睡眠习惯，促进学生健康成长。要按照年级统一，总量控制，个别调整的原则，布置系统性、多样性书面作业、实践性作业和探究性作业，积极探索布置跨学科综合性作业，严禁给家长布置作业或让家长代为评改作业，严禁让家长从QQ群或微信群下载打印学生作业。

　　科学指导假期生活。各学校要加强宣传贯彻《中华人民共和国家庭教育促进法》，引导家长树立科学教育理念，以促进学生健康快乐成长为出发点和落脚点，和学生共同商量制定科学合理的寒假计划，培养学生自我管理、自我发展的能力，避免盲目送孩子参加辅导培训，减轻学生培训负担。要组织教师开展线上家访和 “一对一”学生谈话，全面了解掌握学生成长环境和思想动态，增进家校之间的沟通和信任，引导学生加强体育锻炼、开展文艺活动、强化劳动实践、做好近视防控等，丰富学生假期生活，不能荒废学业。要开通“心理咨询热线”，加强学生的居家心理健康教育，做好心理健康辅导。

　　全面做好开学准备工作。各单位要提前安排好新学期工作，结合本学期线上教学局限性，做好下学期工作计划，明确工作目标，理清工作思路，谋划工作重点。要组织教职工按时到校上班，提前备课，做好教材到位等准备工作。要对校舍、电力线路、生活设施、食堂餐厅和体育活动设施等进行全面安全检查，消除安全隐患。按照疫情防控有关要求，坚持科学防控、精准施策，确保开学后师生的人身安全和教学工作的正常开展。

　　转自|定州教育

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）