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）

光明文化周末：梧林密码******

　　【诗意中国】 

　　作者：许谋清

　　到五店市，让人想起故乡。

　　到梧林，想到的却是他乡。

　　五店市——出砖入石的红砖厝。

　　梧林——罗马式哥特式的小洋楼。

　　到五店市想起过去。我们祖辈从哪里来？

　　到梧林想起南洋。我们的亲人又到哪里去？

　　这也许就是为什么晋江有了一个五店市传统街区，还要有一个梧林古村落。

　　一样的是，它们都坐落在故乡的土地上，红土地。这土地，没盖房时寸草不长，叫赤土埔。房子盖起来了，便留下了红色的村道，赤土路。

　　梧林社区现在也只有1800多人，在晋江，不算大。一百年前，应该更小。梧林人早年就下南洋，19世纪末起，海外游子纷纷回乡盖房，新盖的传统红砖厝和村子里原来的房子汇合在一起，新盖的小楼则改变了村子的面貌，让外村人侧目。

　　小楼第一批建于19世纪末到抗日战争前夕，第二批建于20世纪五六十年代，成为沿海侨乡的一道亮丽风景。他们用这样的方式把外边世界的讯息带给故乡。这些洋楼，有的外墙斑驳，那是因为他们把准备装修的资金捐助给祖国的抗日战争，那是他们的拳拳之心。

　　这些楼房又分成两种，用本地红砖建的，女墙上常有民间工艺装饰，有双凤比翼、孔雀双飞及各种花鸟，这种中西合璧的称为番仔楼。还有一种楼，材料是水泥钢筋——当时水泥叫红毛灰，都得从海外运回来。楼房的样式也不一样，比如哥特式罗马式，这一类称洋楼。

　　番仔楼大部分用主人的名字命名。还有“容膝居”，“容膝”取自陶渊明的《归去来兮辞》。有“梦菜家声楼”，取自传说。上世纪五六十年代建的则用了当时的新名词，也留下那个时代的印记，如“胸怀祖国楼”“放眼世界楼”“东风万里楼”。番仔楼12栋，洋楼11栋，合23栋。在这片古老的土地上，若再加点霞光云气，你不觉得它是一片海市蜃楼？

　　梧林古村落不同于五店市，它没有围墙，仍然和原来的梧林村贴在一起。当年，23栋番仔楼、洋楼，打开了23扇窗户，让人脚踏故土，望向世界。

　　遥想一百多年前，当几栋小洋楼出现在原来只有平层的红砖厝的村子里时，村民只当它们是西洋景吗？不，它们实实在在地从他们脚下的赤土埔上拔地而起，就立在他们面前。它们是真实的，看得见，摸得着，生根钉地，搬不走。从那个时候开始，梧林人有了诗和远方。

　　德鑨老先生1924年回乡建了一栋红砖厝，1936年又回乡建了一栋洋楼，现称“五层厝”。不可思议的是，百年古大厝墙砖上的花纹和“福”字依然清晰、红艳、有棱有角。这片宅地里，有两棵引人注目的老榕树。其中一棵乍一看，树头在楼上，紧紧地拥抱着，也可以说是包住梁柱，根须下垂，扎入地里，上边枝干张扬，撑起庞大的墨绿色树冠。另一棵空间受限，四面是墙壁，满地树根，这是令人过目难忘的梧林一景。我注目那些交错虬曲的树根，它们仿佛编织成一个迷宫，能感觉到它们的努力和挣扎。它们是故乡的老榕树，生长在最贫瘠的赤土埔上。它们的枝干上还飘着一束束柔软的根须，那些根须一旦到达地面，就会紧紧抓住，让自己变成新的树干，但依然和老树连接在一起。世界上，只有这种树可以独木成林。这也是梧林人的性格。

　　我们的土地不是故步自封而是兼收并蓄，这些西式小洋楼已经在这片土地上转化成故乡的一种元素，给古老的乡村抹上一笔海洋文化色彩。这是一种开放的色彩、生命的色彩，更是一种先行者的姿态。

　　余光中写李白：“凡你醉处，你说过，皆非他乡。”

　　不管到哪里，都能落地生根，成就事业。不管到哪里，都惦念家乡。

　　远行博大了胸怀，用他乡丰富了故乡。

　　梧林的23栋番仔楼、洋楼是一组密码。我们走进梧林，用这些密码，探寻那一部部仍然保持温度、蕴藏着海上丝路文化的创业史。

　　《光明日报》（ 2023年01月06日 15版）