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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）

德国政府确定新防长人选******

　　新华社北京1月18日电 德国总理朔尔茨17日确认，鲍里斯·皮斯托留斯将出任国防部长，接替前一天辞职的克里斯蒂娜·兰布雷希特。

　　在乌克兰危机持续、西方盟友施压德国向乌克兰提供“豹”式主战坦克的背景下，皮斯托留斯履新面临挑战。

　　恰当人选

　　朔尔茨17日宣布，下萨克森州内政部长皮斯托留斯将出任防长，他是执掌这一关键部门的“恰当人选”。

　　朔尔茨说，皮斯托留斯是一名“非常杰出的政治家”，拥有丰富行政经验，多年来参与制定安全政策。“他有能力、魄力和气度，正是领导军队渡过这个变革时期的恰当人选。”

　　德新社等媒体报道，这项任命“令人意外”，皮斯托留斯并非这一职位候选人中的领跑者。在联邦内阁中，防长一职“不好干”，终结了不少人的政治生涯。不过，皮斯托留斯现年62岁，这对他而言可能不是问题。

　　皮斯托留斯法学专业出身，上世纪90年代步入政坛前做过律师。他曾出任下萨克森州奥斯纳布吕克市长，2013年起出任州内政部长，与朔尔茨同属社会民主党。

　　兰布雷希特16日辞职以前，朔尔茨内阁的16名部长为“8男8女”，而皮斯托留斯这名男性防长上任将打破内阁的性别平衡。暂时不清楚朔尔茨是否会按照2021年竞选时的承诺，继续保持内阁“性别平等”。

　　德国副总理兼经济和气候保护部长、绿党联席主席罗伯特·哈贝克17日早些时候说，他希望朔尔茨能够履行诺言。

　　社民党、绿党及自由民主党2021年12月达成联合组阁协议。

　　应对难题

　　德国政府发言人斯特芬·黑贝施特赖特说，皮斯托留斯定于19日宣誓就任。

　　德新社报道，皮斯托留斯一上任就将应对向乌克兰提供军事援助的敏感议题，还将推动德军武器和装备现代化升级。

　　俄罗斯去年2月对乌克兰发起特别军事行动后，朔尔茨宣布设立1000亿欧元防务专项资金，用于德军武器和装备现代化升级。这项计划在兰布雷希特担任防长期间未能顺利推进，如今落在皮斯托留斯肩上。

　　英国政府14日宣布，将在数周内向乌克兰提供14辆英制“挑战者2”式主战坦克及其他武器。法新社等媒体报道，英国是首个向乌克兰提供西方制造主战坦克的国家。

　　朔尔茨政府正在权衡是否向乌克兰提供德制“豹”式坦克，德国政坛就是否向乌方提供这种重型武器仍有分歧。朔尔茨认为，德国不应单独向乌克兰提供重型武器，他会同北大西洋公约组织盟友协商。不过，乌克兰和一些西方盟友近期就此向德国施压。

　　波兰总统安杰伊·杜达17日出席世界经济论坛一场讨论时说：“我们希望并且正在争取为乌克兰赢得更多支持。我们希望一些伙伴、盟友向乌克兰提供坦克。”

　　杜达11日说，波兰打算向乌克兰提供“豹”式主战坦克。不过，“豹”式坦克由德国制造，波方需要获得德方同意才能交付给乌方。(包雪琳)

　　(来源：新华网)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）