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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）
跨越千年的传承与创新：浙江辑里湖丝“复活记”******
中新网湖州1月11日电(施紫楠 姚玲利)走进浙江省湖州市南浔区南浔镇辑里村，一间木屋内，年过七旬的顾明琪坐在老式木质缫丝车前，有节奏地踩踏踏板，放置在盆里的蚕丝被缓缓拉出。
蚕茧拉出的蚕丝(资料图) 沈勇强 摄“温度调至90摄氏度开始煮茧，用稻草芯粘起蚕丝，先绕再钩，再绕到丝车上，按照车的惯性拿脚踏着，可以拉到1400米。”作为国家非物质文化遗产代表项目蚕丝织造技艺(辑里湖丝手工制作技艺)代表性传承人，顾明琪对缫丝技艺如数家珍。
在顾明琪的记忆里，小时候村里家家户户都养蚕抽丝。8岁时，他就跟着父母学习辑里湖丝手工制作技艺，一坐就是大半天，后来更是经常花上一整夜钻研一个细节，直至熟悉掌握传统缫丝的全部技艺。
作为名副其实的“丝绸之府”，湖州丝绸市镇的形成始于宋代，盛于明清。辑里湖丝因产于辑里村而得名，具有“细、圆、匀、坚、白、净、柔、韧”八大特点，一根湖丝能穿起8枚铜钱。
中小学生参加蚕桑主题系列研学(资料图) 沈勇强 摄明朝中期，“辑里丝”被指定为皇帝龙袍用料，从此声名鹊起；1851年，“辑里丝”在英国伦敦举办的首届世博会上一举夺得金、银大奖，更让“辑里湖丝甲天下”的美誉闻名国际。
近年来，随着机械化缫丝技术的发展，大批手工技艺被埋没甚至遗失。为了更好保留缫丝传统技艺，顾明琪“抢救”下要被丢弃的老缫丝车，如今仍使用它制作湖丝。
堆放在一起的蚕茧(资料图) 沈勇强 摄“我们这一代不保留的话，就没人保留了。不光是我学，我还让儿子、儿媳妇和孙子都学。”2014年，顾明琪还对《辑里湖丝手工制作技艺》进行编纂，到多地进行考察、调研，收集大量图片和历史资料，共计5万余字。
让顾明琪感到欣慰的是，湖州各方也在努力传承这项非遗文化，如开展面向中小学生的蚕桑主题系列研学体验，开设蚕丝绸文化科学研究，聘请非遗传承人担当学生选修课和劳动实践课校外导师等。
时间的齿轮不断向前，丝绸的故事仍在继续书写。如今，非遗不仅“活”了起来，更“亮”了起来。
蚕丝织造技艺(辑里湖丝手工制作技艺)创新应用人、中国科学院上海微系统与信息技术研究所副所长陶虎早就带领团队开始尝试辑里湖丝的创新。由于蚕丝光学性能较好，他们提取出蚕丝蛋白制成存储硬盘。
“蚕丝制成的硬盘不但可以在很高密度下储存数字信息，还可以和血液DNA(脱氧核糖核酸)药物、抗生素、疫苗很好地兼容在一起。”陶虎介绍，这款蚕丝硬盘也成为一款生命信息和数字信息可同步存储的硬盘。
一根蚕丝链接大千世界，一根蚕丝将科技引向未来。当下，陶虎团队正在做视觉恢复探索，利用蚕丝天然抗菌、可降解的优势，首创蚕丝脑机接口，从而降低大脑损伤，且排异反应小。
“镶嵌在头上，像小犄角一样。我们用外面的传感器获取这些图像，通过脑接口绕过视觉系统，目前已在大动物和癫痫病人身上做了试验。”陶虎说。
传统的非遗文化与现代科技结合，闪现出更耀眼的光芒。正如中国民间文艺家协会主席潘鲁生所言，“曾经蚕丝制作的绢本，记载文明的历史；如今蚕丝制成硬盘，实现了技术的永生。”(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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