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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）

会跳舞的“茶中金镶玉”是如何炼成的？******

　　坐落于浩瀚缥缈的洞庭湖中的君山，由72座绵延起伏的山峰组成，四面环水，山上林木茂盛，常年云雾缭绕。君山物产万类，其中茶最负盛名。

　　烟波浩渺的洞庭湖畔，君山岛青山如黛，茶园叠翠，一垄垄整齐划一的茶树，犹如绿色的碧浪随风摆舞。岛上肥沃的土壤、湿润的气候与北纬30度的神奇地理位置，造就了中国十大名茶之一、黄茶之冠——君山银针。

　　今年70岁的高孝祖是君山银针茶制作技艺的市级代表性传承人，他的父亲高阳文是君山茶场建立时的第一位制茶师傅。高孝祖从12岁开始便跟随父亲学习君山银针茶的制作技艺，这一做就是一辈子。

　　“对君山银针已经有了一种特殊的情感，感觉它就像是自己的孩子一样。”聊起茶叶，高孝祖一下就打开了话匣子。他介绍，“君山银针成品的茶芽茁壮，大小很均匀，内呈橙黄色，外面包裹一层白毫，所以还有一个雅号叫‘金镶玉’。君山银针还有一大特色就是冲泡的时候会三起三落，也被称为‘会跳舞的茶’。”

　　君山银针的独特除了得益于得天独厚的地理条件，更离不开其独特的“黄茶工艺”。

　　杀青、初烘、初包、复烘、再包、足火……除了与其他茶众多共同点外，黄茶比其他茶类更为独特的是特殊工序“闷黄”。就是这近乎玄妙的“双闷”，才造就了君山银针的独特。

　　“两次闷黄的时间不一致，第一次闷黄需要48小时，第二次根据茶的状态再进行闷黄。何时加压，手法轻重，温度湿度是否合宜，茶发酵时，应该保持多少温度，开多大窗，盖多厚被子。”从事制茶技艺50多年的高孝祖说：“没有什么技巧，全是靠经验。”

　　君山银针的采摘和制作都有严格要求，每年只能在“清明”前后七天到十天采摘。“银针茶只采摘首轮单芽，也就是茶叶最顶端的部分，一个芽制成一片叶，所以很珍贵。”高孝祖介绍。

　　由于一年只采一季，君山银针茶在采摘上有着极高的要求。据高孝祖介绍，黄茶采摘奉行的是“九不采”原则：雨天不采、风霜不采、开口不采、发紫不采、空心不采、弯曲不采、虫伤不采、细瘦不采、不合尺寸不采。在这样严苛的采摘标准下，4万棵鲜嫩芽头才能制成一斤干茶。

　　尽管茶厂已经采用现代化设备，但对自己喜爱了一辈子的茶，高孝祖还是喜欢用手工制作。“我没有其他特长，不会干别的，只会制茶。机械做不出手工的味道，从原材料的选取，到杀青、烘干、摊凉、足火，每一步都是机器无法达到的。”

　　说起这些，高孝祖很是自豪。这些年高孝祖一直致力于君山银针茶手工制作技艺的传承、保护和推广。制茶五十多年，高孝祖被当地人亲切地称为“茶大师”。“我想把君山银针做得更完美，让越来越多爱上这块金字招牌。”高孝祖笑着说。（岳沛 靳铃涵）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）