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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）

中国动物园协会：已与美方协商尽早接回“丫丫”和“乐乐”两只大熊猫******

　　光明网讯“鉴于两只大熊猫已进入老年期，‘丫丫’目前皮肤病情况不适宜继续展出，中国动物园协会已与美方积极协商，尽早接回两只大熊猫。”近日，旅美大熊猫“丫丫”和“乐乐”将要回国一事引发网友关注，中国动物园协会教授级高工、副会长谢钟回应了有关情况。

　　中国动物园协会与美国孟菲斯动物园于2003年启动了中美大熊猫保护与研究项目，参与合作研究的两只大熊猫分别来自北京动物园的“丫丫”（雌性，出生日期：2000年8月3日,谱系号507）和来自上海动物园的“乐乐”（雄性，出生日期：1998年7月18日，谱系号466）。近年来，许多大熊猫爱好者对大熊猫“丫丫”的饲养管理和健康等问题非常关注。

　　谢钟表示，在大熊猫爱好者提出大熊猫“丫丫”疑似“受虐”的反映后，中国动物园协会组织中国农业大学、成都大熊猫繁育研究基地、中国大熊猫保护研究中心、北京动物园、上海动物园，以及美国孟菲斯动物园、华盛顿国家动物园和亚特兰大动物园的专家对大熊猫“丫丫”进行了多次健康评估，根据视频资料、月度健康报告、年度体检报告等信息综合判断，大熊猫“丫丫”血液检测基本正常，影像学检查无异常，未发现器质性病变，属于中等健康水平，并且大熊猫在孟菲斯动物园得到了较好的照顾，未有“虐待”大熊猫的情况。我驻美大使馆也专门派代表实地查看了孟菲斯动物园大熊猫饲养情况，确认了大熊猫在美得到了悉心的照顾。

　　据悉，为迎接大熊猫的到来，孟菲斯动物园在2003年耗资1600万美元建成了极具中国传统文化特色、功能齐全的大熊猫场馆，建立了优秀的饲养管理和兽医团队，开辟了10英亩的竹林，每天有专门的团队为大熊猫采集新鲜的竹子，定量提供熊猫饼干、葡萄和甘蔗等辅食。孟菲斯动物园始建于1906年，饲养展出野生动物500余种4500余只，多次被美国行业协会和媒体评为美国最佳动物园之一，具备良好的野生动物饲养管理、疾病防控、安全管理条件和水平。

　　谢钟介绍，在大熊猫抵达孟菲斯动物园后，该园每月根据大熊猫每日体重、进食量、粪便量等信息向中方提交大熊猫月健康报告，每年提交两只大熊猫的医学体检报告，中国动物园协会及时组织中方专家进行审阅和评估，并多次组织工作团组赴美开展实地考察和饲养交流。

　　据介绍，大熊猫“丫丫”自2006年开始出现轻微脱毛现象，到2014年逐渐加重。针对大熊猫脱毛现象，谢钟表示，其原因在于该皮肤病与其家族有关，并随着大熊猫年龄增长逐渐加重，季节性变化导致的激素变化也会产生影响，从而造成大熊猫毛发稀疏不均，严重影响大熊猫的外表美观度。孟菲斯动物园和中方对此十分重视，组织双方专家会商研究，采取多种方案进行治疗，但未获得预期疗效。该疾病治愈难度大，效果有限，是当前圈养大熊猫饲养中的难题。（张佳兴）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）