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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）

国家发改委：黄土高原已历史性实现主色调由“黄”转“绿”******

　　光明网讯（记者袁晴）国务院新闻办公室1月12日举行新闻发布会，邀请水利部、国家发展改革委有关负责人介绍加强新时代水土保持工作有关情况。

　　2019年以来，习近平总书记多次就推动黄河流域生态保护和高质量发展发表了重要讲话，对加快黄河流域以及水土流失治理作出了重要指示批示。《关于加强新时代水土保持工作的意见》强调要加强黄河流域水土保持工作，下一步将采取哪些具体措施来推进相关工作？

　　针对上述提问，国家发展改革委农村经济司负责人关锡璠在会上作出回应。

国家发展改革委农村经济司负责人关锡璠（徐想 摄）

　　关锡璠表示，黄河流域是我国水土流失最严重的区域，全面加强水土保持工作，对区域生态保护和经济社会高质量发展、对防治水土流失造成的土地贫瘠、河道淤积、生态环境恶化等问题具有重要作用。国家发改委、水利部按照决策部署，针对黄土高原水土流失面广量大、强度高等特点，及时对“十四五”时期的投资结构、投向做了优化调整，持续加大这个区域的投入力度。2021年以来，已经累计投入了40亿元，经过多年治理，这个区域累计治理水土流失面积1.81万平方公里，黄土高原地区水土流失面积已由监测以来最严重的45万平方公里减少到23.13万平方公里，同时黄河输沙量大幅减少，区域已经历史性实现了主色调由“黄”转“绿”。

　　“在黄河流域水土保持工作取得长足进展的同时，我们应该看到，这个区域仍然是我国水土流失最严重的区域，特别是像黄土高原坡耕地水土流失、沟道重力侵蚀等问题还比较突出，是黄河泥沙的主要来源。”关锡璠说，黄河目前还是世界上泥沙含量最高的河流，做好黄河流域水土保持工作不仅关系到这个区域的生态保护大局，也关系到黄河水沙协调和长治久安。

　　关锡璠介绍，国家发改委将会同水利部等有关部门，在政策规划资金等方面都有相应的安排，继续将黄河流域尤其是黄土高原地区作为我国水土保持工作的重点。坚持“绿水青山就是金山银山”理念，坚持系统治理、综合施策，围绕推动黄河流域生态保护和高质量发展目标，从以下三个方面加力推进黄河流域水土保持工作。

　　一是加强预防保护。预防一直是水土保持的首要举措，做好预防，效率高、效果好。要科学做好水土流失重点预防区、重要支流源头区的水土保持规划，像砒砂岩区、多沙粗沙区、水蚀风蚀交错区，这些区域生态环境非常脆弱，要加强保护，持续提升流域生态质量。以资源开发和基础设施项目为重点，完善水土流失预防和治理措施，有效控制生产建设的扰动和影响。

　　二是推进系统治理。以黄河流域上中游粮食生产功能区和重要农产品生产保护区为重点，大力实施坡耕地水土流失治理工程，统筹提升水土保持和粮食生产能力。突出抓好黄河多沙粗沙区，特别是粗泥沙集中来源区综合治理。

　　三是强化监测评价。监测是做好预防治理的基础和前提，要考虑优化黄河流域水土保持监测站点布局，推进黄河粗泥沙集中来源区拦沙工程水土保持专项监测，构建以监测站点为基础、常态化动态监测为主、定期调查为补充的水土保持监测体系，深化监测评价和预报预警，支撑黄河流域水土流失科学精准防治。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）