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来源：彩神官方2023-09-19 17:48

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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从“物流追踪网”到巨能“翅膀” 天舟护送“太空快递”安全签收******

　　中新网北京5月10日电 (王雪姣马帅莎)5月10日凌晨，太空“快递小哥”天舟四号货运飞船，在专属“物流车”长征七号遥五运载火箭的搭载下，顺利升空，踏上空间站的货物运送旅途。

　　科研人员为天舟四号配备了三重安全防护，打造了一张“物流追踪网络”和巨能“翅膀”，保证“太空快递”安全“签收”。

　　三重安全防护举措守护“物流车”安全

　　火箭发射具有一定风险，中国电科集团研制的地面安全遥控系统是火箭发射的必要条件，用于发射任务的主动段，通过对火箭发射过程中的数据进行实时动态监控，来分析判断火箭状态。一旦飞行出现异常，设备将发送特殊指令启动自毁装置，最大程度避免火箭坠地造成的危害。

　　运载火箭上还安装了脉冲相参应答机，作为火箭飞行主动段重要的外弹道测量设备，它可以与地面雷达协同完成运载火箭全程实时航迹测量，实时传送火箭的精确位置、速度信息，为研判正常飞行提供决策支撑。

　　除了依靠光学跟踪、火箭上的设备对火箭监测以外，科研人员专门配备了精密测量雷达。此次发射，中国电科集团研制配备了国内首部大口径雷达遥测一体化系统，可实现对火箭精密跟踪，同时承担火箭遥测信号下行接收与解调工作，对火箭的安全飞行具有重要意义。

5月10日1时56分，搭载天舟四号货运飞船的长征七号遥五运载火箭，在中国文昌航天发射场成功发射。中新社记者骆云飞摄

　　测控“天罗地网” 畅通物流配送通道

　　在运送物资过程中，为了实时捕捉、监控“快递员”的运送轨迹，科研人员在陆海空天、国内外各测控站点，布设了多型号统一测控系统、遥测系统、中继卫星等，共同织就立体通信测控网，全方位、无死角地追踪捕捉“快递”位置。

　　在火箭送飞行器入轨的过程中，多型号统一测控系统、遥测系统、系列测控通信设备，编织成高效可靠的“空-地信息高速公路网”，通过接收和发送指令，精确测量火箭和飞行器的速度、距离、飞行姿态和角度，为火箭发射和天舟四号成功入轨提供精确数据，控制飞行器按照预定轨迹飞行。

　　在海上，新一代船载测量雷达可在测量船摇摆的情况下得到和地面一样高的测量精度，有效弥补陆地测量时间不足，延长测量弧段。

　　“超稳”太阳电池阵为物资飞天插上巨能“翅膀”

　　据悉，中国空间站组合体连续工作一天的用电量抵得上一个家庭约一年的用电量。要想满足如此高的用电需求，中国电科为空间站的每一个航天器，打造了各具特色的巨能“翅膀”，它们组合起来宛如一座巨大的“能量加油站”。

　　其中，为天舟货运飞船打造的国内独创半刚性太阳电池阵“翅膀”，具备高能量、大功率等优势，两翼供电能力超过8kW，其一天的发电量就能满足普通家庭半个多月的用电量。

　　作为一款高电压、万瓦级的大功率太阳电池阵产品，半刚性太阳电池阵以“碳纤维框架+玻璃纤维网格结构”为基板，在继承天舟一号半刚性太阳电池阵技术基础上，天舟四号货运飞船使用的太阳电池阵产品，进一步提高了三结砷化镓太阳电池效率，解决了低轨道高电压太阳电池阵防静电充/放电等问题，降低了太阳电池阵工作温度，让天舟四号这个“大体格”也能“一飞冲天”，顺利将各种物资运往太空。(完)