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）

走近中国高铁“探路先锋” ：“隐形”守护旅途安全******

　　(新春见闻)走近中国高铁“探路先锋” ：“隐形”守护旅途安全

　　中新社武汉1月9日电 题 ：走近中国高铁“探路先锋” ：“隐形”守护旅途安全

　　中新社记者 张芹

　　46岁 的任会勇一天 的工作往往从后半夜开始 。当大多数人还沉浸在梦乡时 ，他已经和同事们踏上飞驰的列车 ，为即将开始 的载客运行探路、排险。

　　自中国高铁开通以来 ，每天正式载客运行前，每条线路都会开行一趟无旅客 的空跑列车 ，对线路、桥梁、接触网和信号等设备进行检查确认，排除安全隐患，繁忙 的春运期间更是如此 。

　　在武汉高铁工务段 ，共有16名添乘员，负责11条线路开行前确认工作 ，任会勇便是其中一员 ，他们常被同事们称为高铁“探路先锋” 。

　　9日凌晨5时许 ，中新社记者抵达武汉站 。身着工装的任会勇已背上装有设备 、仪器 的双肩包，准备就绪 。当天 ，他的任务是搭乘京广高铁DJ5909次列车，由武汉站前往长沙南站，沿途排查武汉工务段管辖区域线路运行状态 。

　　踏入司机室，任会勇熟练地拿出检测列车行驶平稳度的便携式添乘仪 ，将其固定在司机驾驶位后方，行车记录仪则被安装在挡风玻璃上 ，一旁的工作手账里已详细注明当日班次信息。

　　6时整，周遭依然一片漆黑 ，确认车准时从武汉站发出，以350公里时速一路向南奔驰。

　　线路 是否有异物入侵、隧道进出口有无塌方和落石 、风向是否影响列车平稳 、轨道两侧保护区内是否有危险施工……任会勇全程站立在驾驶员一侧 ，全神贯注目视前方，并通过身体感受列车晃动幅度 ，借助仪器数据变化 ，分析是否存在隐患 ，及时向调度指挥中心汇报。

　　列车灯的照射下 ，车厢外路灯、楼宇飞速从眼前闪过 ，冬季多发的“团雾”也为观察瞭望带来难度。任会勇目不转睛地盯着不断延伸 的铁轨 ，生怕错过任何一处通过地段 的观察 。

　　“已经形成了条件反射，只要不属于铁路设备的物体 ，大脑就能迅速做出判断。”8年 的添乘工作，让任会勇练就了“眼观六路、耳听八方” 的本领，沿途桥梁 、隧道 、岔口更 是熟稔于心。在任会勇看来 ，添乘员最考验 的 是责任心和细心 ，列车高速行驶过程中 ，线路上有任何细微 的异常 ，都可能影响到运行安全 。

　　上午9时许 ，确认车返回武汉站。站台上，任会勇与涌动 的春运人潮擦肩而过。

　　无数如任会勇一样的“探路先锋” ，一如既往地往返于中国广袤的铁路版图上 ，为旅客安全出行保驾护航 。(完)