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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）
探访浙江嘉兴“农业梦工厂”：小番茄种出“科技味儿”******
(新春走基层)探访浙江嘉兴“农业梦工厂”：小番茄种出“科技味儿”
中新网嘉兴1月12日电 (张雨滴 钟鑫媛)凛冬已至，春节将近，走进浙江省嘉兴市南湖区湘家荡农业数字化工厂，这里却是一派春意盎然、热火朝天的忙碌景象。
在这座钢结构和玻璃组成的面积约为3万平方米的温室内，绿油油的番茄藤蔓丛里延出一条“H”形轨道，一辆升降车从轨道上缓缓滑出，工作人员正站在车上，将茎蔓从架绳上取下，再小心落到落蔓架上。
番茄进入熟果期 钟鑫媛 摄走进这座“农业梦工厂”，让人最直观的感受是“清新”，没有传统菜园里的泥泞，白色是整个基地的主色调，一排排番茄秧苗统一生长在一块密封的长条形栽培基质上，每株秧苗根部插有一根小细管，整个种植区非常干净，几乎看不到灰尘。
“我们采用的是椰糠基质栽培、营养液灌溉的方式进行培育，生产的是全程可追溯的高品质果蔬，全部实现智能化、标准化。”湘家荡数字化农业工厂工作人员陈寒介绍。
与传统种植不同，一个个新技术将大棚“全副武装”起来，番茄从育苗到结果，实现了全周期的数字化，做到每一个细节都可控，而且产量非常可观。而科技感满满的设备也让工作人员在工作时劳动强度大大降低。
“在这里干活真好，不出远门就能挣份工资。”大棚里番茄植株上一个个红透了的番茄，映红了正在打老叶的工作人员李建英的笑脸。
自从到湘家荡农业数字化工厂上班以来，李建英才发现“田”居然还能这样“种”，同样是在种地，跟过去相比，手脚都不会弄脏。
在番茄林中，还有装着熊蜂的箱子。陈寒介绍，传统农业中，授粉是通过人工点激素进行的，可能产生激素残留的现象，现在智能农业采用从以色列引进的熊蜂作为生态连接，给番茄授粉，就能够避免这种问题。
玻璃温室大棚里，种植着是黑巧、黄葡、红莓、金橙、咖宝等10个品种的小番茄，犹如一座“番茄森林”，空气中还弥漫着沁人心脾的果香。
如今，长势旺盛的番茄已进入熟果期，番茄藤上硕果累累，一串串果实圆润饱满、层层叠叠，员工们正忙着采摘、包装、发货，上下飞舞的熊蜂不时落在番茄花蕊上。
“摘下来的番茄不用洗，直接就可以吃的，我们不打农药。”陈寒说着摘下一颗番茄递进了嘴里，一口咬下，汁水从嘴角沁出，还未咽完，又把手伸向了藤蔓。
除了令人“惊艳”的技术，这里出产的水果还有“惊艳”的产值，数字+农业在这里碰撞出大数据时代的新火花。
据了解，这里的番茄进入熟果期之后，基本上一周就可以收获一次，每年可以结40多穗果，产量及产值是传统温室的5倍以上。
“现在的订单主要发往北京、上海、天津等大城市，消费者遍布全国各地，深受高端市场欢迎，临近春节，更是供不应求。”陈寒说。(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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