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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）

聚焦行业发展前沿 河南这85家机构获批省工程研究中心******url:https://m.gmw.cn/2023-01/05/content_1303245048.htm,id:1303245048

　　１月５日，河南省发展改革委公布了省工程研究中心名单（名单附后），其中，河南省科学院材料研究所牵头建设的河南省有色金属先进制造工程研究中心等85家机构获批。据了解，此番获批的各类中心主要涉及新一代信息技术、生物经济和新材料三大领域。

　　省工程研究中心是什么？

　　主要承担什么任务？

　　所谓省工程研究中心，是指省发展改革委根据构建一流创新生态需求，以提高自主创新能力为目标，组织具有较强研究开发能力和综合实力的企业、高等院校和科研机构等建设的研究开发主体。

　　省工程研究中心不仅是河南创新体系的重要组成部分，更是实施创新驱动发展战略的重要载体。其承担的各项任务，事关河南产业前沿突破：研究开发产业技术进步和结构调整急需的关键共性技术和关键工艺；开展具有重要应用价值的重大科技成果的工程化和系统集成；不断为规模化生产提供成熟的先进技术、工艺及技术产品和装备；积极开展国内外交流合作，为企业应用先进技术、提高产品质量等提供支撑服务；承接各类主体委托的科研开发及工程化研究任务，研究产业技术标准；为行业培养工程技术研究与管理的高层次人才；为建设国家工程研究中心做好技术、人才和成果的储备。

　　集中于战略性新兴产业

　　立足行业前沿攻坚克难

　　经梳理发现，此次获批的省工程研究中心，其所在领域涉及新一代信息技术、生物经济和新材料类战略性新兴产业。如河南省超声靶向纳米材料与微创介入技术工程研究中心，致力于纳米材料筛选、靶向纳米超声分子探针合成等关键研究，建设超声靶向纳米材料与微创介入等研发平台；河南省新型建筑材料与结构工程研究中心开展低碳建筑材料等攻关研究，建设低碳建造实验室等研发平台；河南省粮情智能监测与应用工程研究中心开展新型泛感知粮情探测、5G赋能粮食园区智能安防、空天地一体化通信与协同感知融合等关键技术攻关研究。

　　此外，河南省过氧化物绿色合成工程研究中心、河南省环保型智能开关工程研究中心、河南省绿色防水材料与水致灾害防治工程研究中心等致力于绿色环保领域，为践行绿色低碳转型战略攻坚克难。

　　申报需要具备什么条件？

　　认定有什么流程？

　　据悉，《河南省工程研究中心管理办法》（下称《办法》）对申报单位资质作出全面、翔实的规定。应具备以下八项条件：符合省发展改革委发布的重点领域及相关要求；具有一批有待工程化开发、拥有自主知识产权和良好市场前景、处于省内领先水平的关键技术或重大科技成果，具有省内一流水平的研究开发和技术集成能力及相应的人才队伍；具有以市场为导向，将重大科技成果向规模生产转化的工程化研究验证环境和能力；具有通过市场机制实现技术转移和扩散，促进科技成果产业化，形成良性循环的自我发展能力；具有科技成果产业化的能力，条件允许的还应当具有工程设计、评估或建设的咨询与服务能力；具有完善的人才激励、成果转化激励和知识产权管理等管理制度；未因严重违法失信行为被司法、行政机关依法列入联合惩戒对象名单；符合国家和省其他相关规定。

　　时间上，申报工作原则上每年进行一次。《办法》鼓励相关领域的优势企业、科研单位、高校、社会投资机构组建创新联合体，共同申请组建工程中心。

　　省发展改革委有关负责人表示，各主管部门提交的申报材料将经过合规性审查，经第三方机构评审并综合研究后，在省发展改革委门户网站公示拟认定名单，公示期满无异议即发文予以认定。

　　两年评价一次

　　得分85分及以上为优秀

　　《办法》明确，工程中心实行动态调整、优胜劣汰的运行评价制度，原则上每两年评价一次。工程中心评价结果分为优秀、合格、基本合格和不合格。得分85分及以上为优秀；65分至85分（不含85分）为合格；60分至65分（不含65分）为基本合格。评价得分低于60分为不合格。

　　省发改委有关负责人称，河南省工程研究中心建设旨在坚定实施创新驱动发展战略，服务经济社会发展，支撑关键核心技术研发，围绕产业链部署创新链，围绕创新链布局产业链，提升产业链供应链稳定性和竞争力，打造产业创新优势和创新生态优势，为建设国家创新高地提供支撑。

　　相关延伸

　　国家工程研究中心在河南

　　郑州安图生物工程股份有限公司牵头组建新发突发重大传染病检测国家工程研究中心，公司图

　　据悉，目前我省共有9家国家工程研究中心，数量居中部省份前列。如由河南省高远公路养护技术有限公司承担建设的“公路养护装备国家工程研究中心”，聚焦解决行业发展中的“卡脖子”重大技术问题，努力成为提升产业创新效率、推动创新链产业链深度融合的科技创新力量，为交通强省建设提供强有力支撑；由河南郑州安图生物工程股份有限公司联合相关高校、科研院所和产业链上下游企业，组建新发突发重大传染病检测国家工程研究中心，力争到2030年，建成国内最大的体外诊断产业基地，打造成为具有国际先进水平的政产学研医深度融合产业创新网络。

　　何心悦

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）