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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）

宁东基地：再造一个宁夏经济总量******

　　【新春走基层】

　　元旦，坐标西北。

　　日长一线，蓝天高远，空气中透着一丝清冷。而在宁夏宁东能源化工基地（以下简称宁东基地），企业车间处处是热火朝天的景象，全力冲刺首季“开门红”。

　　且不说人勤春来早。自治区赋予宁东“再造一个宁夏经济总量”的宏伟目标，它丝毫不敢怠慢。就在不久前，这里获评2022年全国化工园区高质量发展综合评价第五名，连续5年入围十强。

　　做好今年经济发展工作，宁东基地党工委副书记、管委会主任陶少华认为必须“三坚持”，即项目是生命线，好企业是本钱，企业家是财富。

　　以项目为抓手 豪气

　　往宁东基地最高处望去，那是宁夏派可威生物科技有限公司分离间甲酚和对甲酚的装置。

　　“二者沸点差很小，常规方法不可能将它们分开，我们在国内首创用尿素法进行分离，能耗低，环境污染小，产品转化率高。”该公司总经理王进世告诉记者。

　　间甲酚全球需求量是6万吨，我国需求量为1.9万—2万吨，这套装置设计产能1万吨，宁夏派可威生物科技有限公司能产出5500吨。

　　占地面积1600平方米、高度63.5米的整套装置正在进行保温收尾、单体打压等工序，上料投产指日可待。

　　以项目为抓手，鼓励企业把小规模装置转化成大生产示范，这是宁东基地开发建设20周年的传统。

　　刚刚过去的2022年，宁东基地经济运行稳中向好，预计全年地区生产总值达到620亿元，工业总产值接近2000亿元，固定资产投资增长15%以上，工业增加值占自治区的30％，财政总收入达到155亿元。

　　“要保持发展定力，把经济发展工作的着力点放在实体经济和产业项目上。”在2023年经济发展重大项目推进会上，陶少华郑重强调。

　　靠技术来发展 硬气

　　拿起遥控器，只见眼前的玻璃一会儿呈磨砂状，一会儿呈透明状，明暗变化即在瞬间。

　　宁夏中星显示材料有限公司的这款智能调光玻璃，通电透明，断电雾化，可用于室内空间隔断、博物馆橱窗、银行等处。

　　“其实就是把液晶膜安装在两层玻璃之间，高温高压加工成夹层玻璃。”该公司技术负责人陈少华说。

　　铆力关键核心技术，企业实现了智能调光玻璃用液晶材料产品的产业化生产，2021年销售额1.6亿元，2022年至少翻一番。

　　靠技术取得长足发展，宁夏中星显示材料有限公司是宁东基地的缩影。

　　“我们始终充分发挥企业创新主体作用，着力打赢关键核心技术攻坚战。”宁东基地科技和信息化局局长易静华表示。

　　该局全年新立项实施本级科技创新项目34项，争取自治区重点研发计划项目16项，在煤化工、精细化工、新材料、清洁能源等领域攻克一批技术瓶颈。

　　去年，宁东基地全年登记自治区科技成果36项，较上年翻了两番；完成技术合同成交额2.5亿元，同比增长20%，成绩喜人。

　　用科技作支撑 提气

　　走在宁东基地，铁塔林立，管道纵横，厂房俨然，机器轰鸣声不绝于耳。

　　国能宁煤集团合作开发的高性能甲醇制丙烯工业催化剂替代进口；宝丰能源集团建成全球最大的太阳能电解制氢储能及应用示范项目；宁东瑞华新材料公司研制的特种抗冻防水涂料达到国际水准……

　　一批新动能的催生，离不开科技持续加码。

　　易静华给记者摆出几组数字。2022年，宁东基地全年本级财政科技创新支出9433万元，是上年的6.5倍；争取自治区项目经费4100万元，撬动企业研发投入预计突破14亿元，较上年增长25%；预计全社会R&D投入强度达到2.27%，较自治区平均水平高0.69个百分点。

　　宁东基地蓬勃发展，是宁夏切实把科技创新摆在经济社会发展核心位置的写照。

　　连日来，自治区党委宣传部举办系列新闻发布会，对党委经济工作会议精神进行解读。

　　1月4日，宁夏科技厅厅长徐龙在会上表示，自治区第十三次党代会把创新驱动战略作为“五大战略”之首，为优化创新环境、激发全社会创新动力提供了更为坚实的保障。

　　“科技系统将扎实推进科技创新‘四大工程’，全力抓好‘双百科技支撑行动’，努力为全区经济社会高质量发展提供更有力的科技支撑。”徐龙说。（本报记者 王迎霞）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）