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）

“全国最美志愿者”韦腾境：让爱在志愿服务路上延续******

　　这些天，贵州省独山县益加社会工作服务中心理事长韦腾境正在筹备一场义诊活动。策划、筹备、执行公益活动是韦腾境再熟悉不过的工作日常。今年是35岁的他从事公益服务的第10个年头。“做公益最大的收获，是给受助人带去温暖和希望的同时，自己也获得了很多的感动与启示。”韦腾境说。

　　2012年的一次意外，让韦腾境永远失去了自己年仅2岁的儿子。为了缓解心中巨大的伤痛，他开始把目光投向公益活动。“想把对孩子的爱以这样的方式延续下去，去帮助更多需要帮助的人。”2013年，他正式加入江苏常州一家爱心公益服务中心，成为一名志愿者。除了工作外，他把所有空闲时间都放到了公益活动中。

　　“前面几年，一直在长期照顾两位残疾人大哥，只要他们有事，就过去帮忙。到了周末，会带他们到附近去转转。”3年的时间，韦腾境和两位受助人成了无话不谈的朋友，“在帮助他们的过程中，自己也获得了很多心灵的慰藉。”

　　2015年，韦腾境的第2个孩子出生了，为了照顾孩子及远在家乡的父母，他回到独山县，继续奔走在公益路上。这时，一个想法在他心底萌生：成立一支属于自己的公益队伍。

　　说做就做，办公室在家乡很快设立了起来。“开始就我们夫妻两个人，办公室里只有两套旧桌椅。”韦腾境说，尽管如此，他依然对未来充满希望。此后，他开始骑着摩托车走村串户，了解当地困境儿童情况，同时招募志愿者，号召更多爱心人士一起关爱困境儿童的成长。

　　通过2年多的努力，韦腾境动员爱心人士持续参与资助了30余名困境家庭的中小学生，为他们筹集学习用品等，让这些孩子们能够安心学习，在社会关爱中健康成长。

　　随后，韦腾境又把目光投向了留守儿童。“孩子们长期不在父母身边，太需要倾诉和关爱了。”2018年，韦腾境了解到深圳壹基金公益基金会正在建设“壹乐园”儿童服务站项目，主要开展乡村留守儿童的持续关怀及陪伴。韦腾境立即与基金会联系对接，递交材料等待审核的日子对他而言格外漫长。不久后，好消息传来，他为黔南州平塘县大塘镇云上社区的儿童争取到了第一个儿童服务站。

　　初建站时，由于站点地处偏远山区，一时招募不到合适的志愿者，韦腾境就动员妻子、女儿一起住进了服务站。从此，他们成了30多个留守儿童的“父母”，辅导孩子们做作业、一起做游戏、一起做饭……夫妻俩像陪伴自己女儿一样陪伴和关心着这些孩子，“甚至比陪我们女儿的时间更长。孩子们都很乖，和他们在一起很快乐。”韦腾境说。

　　夫妻俩的尽心尽力，孩子们看在眼里，对他们也愈发依赖。有时，孩子不经意间叫错的一句“爸爸妈妈”，总是让夫妻俩热泪盈眶，“这是孩子对我们的肯定。”

　　这些年，韦腾境先后荣获“全国最美志愿者”“中国好人”等荣誉称号，“很感恩这些肯定，让我更坚定了前行的路。”他说，10年公益路最大的收获不止于此，而是越来越多身边人更加理解和支持自己做公益，同时收获了越来越多同行的志愿者伙伴。

　　2019年，韦腾境又在独山县周边的易地扶贫搬迁安置点争取建设了两个“益童乐园”儿童服务站，从此，夫妻俩多了更多的孩子，他们也更加忙碌起来。

　　对于家人，韦腾境的内心一直充满愧疚，“同学们早就买了房和车，自己还带着家里人租房住，陪伴他们的时间也很少，挺亏欠他们的。”但妻子和女儿却一直用自己的行动默默支持着韦腾境，只要有时间，她们总会陪伴韦腾境一起从事志愿服务活动。

　　谈及未来，韦腾境坚定地说：“志愿服务是我一辈子要做的事，还有很多想做的事，以后要一件件实现。未来希望有更多的人能加入我们，让爱在志愿服务路上延续下去。”郭帅