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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）

应对重污染天气 黑龙江省生态环境系统在行动******

　　6日，哈尔滨市、绥化市分别出现重度污染天气，并将重污染天气Ⅲ级（橙色）预警提升至Ⅱ级（橙色）预警。为了做好重污染天气应对相关工作，省生态环境厅召开厅党组2023年第1次会议，听取哈尔滨市、绥化市大气污染防治工作情况汇报，并进行研究部署。

　　会议要求，重污染天气应对工作要不折不扣贯彻落实省委决策部署，统筹调配资源力量，有力有序推动各项工作开展，提升大气污染防治能力和水平。突出应急减排清单企业管控、散煤污染管控、国控站点周边管控，严格落实重污染天气应对工作机制，全力以赴保障全省环境空气质量。

　　6日至7日，省生态环境厅成立督导检查组，以“四不两直”方式检查哈尔滨市多个区域企业重污染天气应急减排措施落实情况，对于未按照应急预案执行停产或限产措施的企业，督导检查组责令企业按照要求停工停产限产。

　　在哈尔滨市道外区，督导检查组发现，美佳粉末涂料厂未按照“涂装印染环节、热压环节停产”的应急减排措施执行，责令该厂停工停产。哈尔滨团结锅炉集团有限公司应急减排措施执行不到位。隆瑞塑料包装有限公司违法使用散煤、污染治理设施运行不良，督导检查组将其移交执法人员查处。

　　在哈尔滨市道里区，督导检查组发现，按照哈尔滨市重污染天气应急减排清单中的应急减排措施，哈尔滨市道里区哈尔滨鑫麒印务有限公司、哈尔滨报达印务股份有限公司应为长期停产，现场却正在生产。

　　在哈尔滨市平房区，督导检查组发现，佳联（哈尔滨）食品有限公司预警应急期间，应急减排措施执行不严，5日减产量未达企业应急预案中设定的10%的比例（实际减产为7%）。益海嘉里（哈尔滨）粮油食品工业有限公司企业应急预案未更新、企业锅炉应急减排措施未执行、厂区环境管理不到位。

　　在哈尔滨市香坊区，督导检查组发现，红星路卡迪旺食品厂及哈尔滨柯迈斯工具有限公司合围区域院内与哈尔滨烨泽包装印刷有限公司烟囱冒黑烟，均存在违法使用散煤的现象。

　　督导检查组在企业检查时要求，各相关部门和单位要切实履行生态环境保护主体责任，实地开展重污染天气应对专项督导检查，及时更新应急减排清单，以执法高压态势促进空气质量全面好转。企业要提高生态环境保护意识，兼顾经济效益与生态环境保护，接到重污染天气预警通知后，按要求迅速落实应急减排措施，待重污染天气预警结束后尽快恢复生产。

　　执法检查既要有力度，也要有温度。在检查生产企业时，督导检查组在检查过程中，就如何抓好固废管理、扬尘管控、落实重污染天气减排措施等问题和企业进行座谈交流，手把手教方法、传经验。

　　督导检查组负责人表示，将持续为企业纾困解难，帮助企业解决生产过程中遇到的环保问题，落实重污染天气应急减排措施，促进企业增强守法意识，提升环境管理水平。

　　此外，我省多地按照省生态环境厅部署，成立监督检查组开展重污染天气应急执法检查，对出现问题的企业督促整改。通过省市联动，确保各地做好重污染天气应对工作。

　　绥化市生态环境局成立24个强化监督检查组，对辖区减排清单内的企业污染防治设施运行、加药记录、在线自动监控系统运行、煤场渣场等物料堆场苫盖、应急减排措施落实情况进行检查，共检查企业189家次，棚户区32个，街边商户38家，清理露天烧烤12处，查处烟花爆竹燃放14起，发现1家企业灰渣未封盖，已对其进行督促整改，企业已立行立改。

　　牡丹江市生态环境保护综合行政执法局组织全市10个县（市）、区执法大队出动28名执法人员，对全市27家涉气企业开展执法检查，重点检查企业大气污染防治设施及在线监控设施是否正常运行、三堆是否覆盖、排污许可证制度执行情况、重污染天气应急预案制定落实情况，均未发现异常。

　　根据省生态环境监测中心预测，我省部分地区污染天气仍将持续。8日，哈尔滨、绥化、牡丹江、鸡西地区空气质量以轻度—中度污染为主，局地短时可能出现重度污染。9日至10日，哈尔滨、绥化地区空气质量以良—轻度污染为主。11日，哈尔滨、大庆、绥化地区空气质量以良—轻度污染为主。

　　省生态环境厅负责人表示，全省生态环境系统将严格落实省领导关于大气污染防治的有关批示要求，持续加大执法检查力度，紧盯列入污染减排清单企业减排措施落实工作，严防死守，坚决督促企业管控措施落实到位；紧盯散煤污染，重点关注城中村、城乡接合部、棚户区散煤使用情况，抓紧推进《黑龙江省散煤污染治理实施方案（试行）》，推动实施散煤源头减量、散煤清洁替代、供应能力提升、基础设施保障“四项工程”，推动污染源头治理。（吴玉玺）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）