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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）

中国女足敲定世界杯“假想敌” 热身赛将远赴西班牙******

　　将远赴西班牙踢4场热身赛 全是高强度

　　中国女足敲定世界杯“假想敌”

　　北京青年报记者了解到，在1月20日结束集训后，中国女足将于1月26日(农历正月初五)在广州重新集中，随后于2月10日前往西班牙参加世界杯前系列热身赛。

　　据了解，在西班牙期间，中国队将分别于当地时间2月14日、16日、19日、22日在马贝拉进行4场国际热身赛，对手分别为瑞典女足、爱尔兰女足以及两支西甲俱乐部队。因在今年世界杯小组赛中与英格兰队、丹麦队两支欧洲劲旅同组，中国女足将把4个热身对手视为世界杯假想敌，从而进一步熟悉、适应与欧洲球队交手的高速率和强对抗节奏。

　　集训

　　计划在广州训练两周多 于2月10日前往西班牙

　　中国女足从去年12月5日在海口开启新一期冬训，其中首阶段集训于今年1月20日告一段落。球队全员回家过年之后，将于1月26日，也就是农历正月初五在广州市重新集中。

　　按照计划，球队将在广州进行两周多的集训，随后于2月10日启程前往西班牙。在此之前，瑞典足协已经通过官方渠道宣布，瑞典女足将于当地时间2月16日晚在马贝拉与中国女足进行一场国际A级热身赛。而这场比赛也是中国女足在西班牙参加的4场热身赛之一。

　　热身

　　中国女足将对阵瑞典、爱尔兰 还会与西甲俱乐部队赛两场

　　国际足联赛历显示，2月13日至25日是本年度首期女足国际比赛日窗口期。利用这一周期，跻身2023年女足世界杯的诸旅纷纷安排了高质量热身。而中国女足除与瑞典队热身外，将于当地时间2月22日与爱尔兰队进行另外一场国际A级热身赛。考虑到出访热身机会比较难得，中国女足在中国足协的争取下，还将与西甲俱乐部队进行两场热身赛。

　　备战

　　提升竞争力和应变能力 女足将以最强阵容参赛

　　从行程安排来看，中国女足此次出访西班牙，其主要目的便是通过有针对性的热身赛，提升国际比赛竞争力和应变能力。这是因为，中国女足将在今年女足世界杯小组赛上与女足欧洲杯冠军英格兰队、北欧劲旅丹麦队同组。目前英格兰队、丹麦队分列世界第4位、第18位，而瑞典队、爱尔兰队分列世界第3位和第23位。从技术特点来说，爱尔兰队、瑞典队分别与英格兰队、丹麦队相近，也就是兼具身体力量、攻防转换速率的优势，因此中国女足与爱、瑞两队热身质量将有所保障。

　　按照中国足协发布的官方集训通知，共有27名球员参加了在海口进行的冬训首阶段训练。不过，由于超过10名女足球员分别留洋欧洲、北美职业俱乐部，因此包括王霜在内，部分留洋国脚届时将从各自俱乐部直奔西班牙与球队会合。换言之，中国女足将以最强阵参加2月的系列热身赛。

　　文/本报记者 肖赧 统筹/王咏 供图/视觉中国

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）