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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）

传来“喜兔”吉祥的表情******

　　兔年快乐（装饰图符式兔表情系列）

　　兔年吉祥（伙伴型兔表情系列）

　　兔如其来（单个型兔表情系列）

　　爱之兔袭（单个型兔表情系列）

　　大展宏兔（单个型兔表情系列）

　　前兔无量（单个型兔表情系列）

　　近年来，“表情包”不仅是人们熟知并常用的词汇、用语，更是大众社交文化中交流情感情绪的一种必不可少、广受欢迎的视觉媒介，它借助移动信息交流工具，成为潮文化、新风俗的一种样态，甚至成为补充文字语言丰富性的一种更具情感表达的符号化传播手段，自然也成了艺术设计所关注的一个有趣的表达内容。尤其在年节之际，一些具有独特手法、情趣生动的“表情包”就成了情感交流中一个小小的兴奋点，成了社交工具中的收藏品。“表情包”也在其发展过程中，从单品形式发展为族群手法，从静态图形走向动态表达，从情绪表情深化为文化传播载体，呈现出丰富的视觉形式语言与文化现象。

　　癸卯新年将至，“兔隈明处弄精神”，温顺的兔、活泼的兔，代表着和善、机敏、文静、细腻、速度的兔，又一次走到文化前台，是生肖兔年“表情包”的不二主角。兔与人类相伴的历史非常悠长，兔作为文化符号的一个品类，距今已经不少于5300年了。同时，兔的形象也是民俗文化中传递美好寓意最为常见的吉祥动物，在民间艺术中题材中是非常活跃的造像角色，在织物、器物等的图案表现中，在面花、剪纸、雕刻等技艺主题里，呈现着丰富的纹样手法和装饰形态，与百姓美好生活的理想密不可分。兔作为十二生肖之一，还承担着天降祥瑞的圣洁象征、多子多福的兴旺寓意、健康长寿的生命期盼，自然也就成了艺术表现的喜见题材。

　　 “喜兔”系列表情包以美好寓意为主要内容，也呈现针对生活现实的隐喻性表达，多借用成语谐音方式，为社交文化提供多元情绪的传递与抒发途径。“兔年快乐”“兔年吉祥”，通过简洁的图形组织构成欢乐的装饰图景，传递常说常新的形式寓意，在美好的新年气氛中，再添一份“喜庆”之意；“前兔无量”“兔飞猛进”，利用“谐音梗”抒发对于朋友们的美好祝愿，平添一份“喜乐”之情；“兔步青云”“大展宏兔”，同样借用谐音，是对交流对象的激励与期盼，表达一份“喜见”之心；“爱之兔袭”，表达日常情感交流的“喜爱”之态；而“羊没兔气”则是针对当前疫情困扰问题，抒发人们希望尽快走出阴霾的迫切愿望，表达获得“喜讯”之景；“兔如其来”“兔遭暴击”看似是宣泄负面情绪的表情，实则为一种心照不宣的生活幽默，传递“喜剧”之乐。这套作品，以三种方式表现，分别为单个型兔表情系列、伙伴型兔表情系列以及带有浓郁彩色的装饰图符式兔表情系列。其设计语言，分别取自中国民间剪纸的两种手法，一种是单色镂空形式，一种是彩色叠拼技艺，并采用静态与动态方式应用。

　　 “喜兔”系列表情符号，从剪纸艺术中汲取表达方式，是对于新年气氛渲染的一种借力，是对于古老中国年节文化的美好祝福，更是希望通过这种在年节中贴于门窗迎福、祛邪符标的隐喻借用，期待在新的一年来临之际，我们能够早日走出疫情阴霾，焕发出“喜气”之表情，迎接美好新生活！

　　（作者：陈青，系上海美术学院副院长、教授）

　　表情包设计者：陈青、宋培铭、李明星（宋培铭系上海大学上海美术学院博士生，李明星系上海大学上海美术学院教师、讲师）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）