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）
通讯：靠人工智能获国际大奖的鄂尔多斯“90后”青年******
中新网鄂尔多斯11月19日电 题：靠人工智能获国际大奖的鄂尔多斯“90后”青年
中新网记者李爱平
王磊、于福全至今仍沉浸在斩获国际大奖的喜悦中。
“这次获奖，对当地学子选择职业教育有了更大信心。”19日，就职于内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗职业高级中学的这两位“90后”如是表示。
一周前的11月6日，王磊、于福全在厦门举行的2022金砖国家技术发展与技能创新大赛(厦门国际赛)人工智能机器人系统集成及应用比赛项目上斩获了三等奖。他们是内蒙古地区的唯一获奖队伍。
“尽管我们都是标准的‘理工男’，但参加人工智能领域的比赛项目依然属于新手，一切都得按照参赛要求应对，不过，内心还是很兴奋的。”王磊告诉记者。
本次大赛共有来自巴西、俄罗斯、印度、南非等国家的3500多支国际参赛队和来自中国的6200多支国内参赛队报名，参赛人员近2万人。经过层层选拔和激烈比拼，最终1600多支队伍、近2500名选手进入决赛。
图为王磊、于福全(左一)在厦门比赛期间。 于福全供图接受记者采访的于福全介绍，作为内蒙古一所职业高级中学，和其他本专科学院相比，能参加这样的比赛，机会本身就非常宝贵，因此他们从很早就开始准备。“此次比赛项目颇有难度，需自行学习编程、机器人以及智能领域相关的大量知识。”
除此之外，他们还在临近比赛时克服了疫情带来的困难，幸运的是，“当地政府、学校为我们开辟‘绿色通道’支持我们参赛，落地厦门后，到了隔离宾馆，我们一刻不敢耽误地继续进行线上学习。”
对于今次斩获三等奖，于福全用“成功的路上总是充满荆棘”来形容。“由于赛制改变，打乱了原有的训练计划，速度慢的‘硬伤’就摆在了面前，我们必须保证相关任务的完成质量，还要不断练习，提升速度。”
回忆起在厦门的比赛情形，于福全坦言，“第一天的比赛任务难度巨大，且个别内容完全出乎意料，虽然我们尽了最大的努力，达成的结果还是和预想的差一些。”
“不过，第一天比赛后，我们调整心态，告诉自己坚决不抛弃不放弃，毕竟还不清楚对手的情况，于是我们又专心准备第二天的比赛，并在第二天的比赛中出色发挥，最终取得了三等奖的成绩。”于福全谈起这些，一脸幸福。
在这两位青年看来，此次获奖最大的意义在于，作为内蒙古一所职业高中的老师，能和这么多高手同台竞技，是一个历史性的突破。
通过此次比赛，他们也认识到自身技能的不足。
他们说：“不管是技能培训，还是理论知识上，需要学习的东西还有很多，日后必定会再接再厉，争取取得更好成绩。”(完)
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