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）

一片茶叶 从安溪走向世界******

　　安溪，地处闽南金三角泉州、厦门、漳州中间结合部，是中国乌龙茶之乡。“从宋元时期开始，只要船能到的地方，就有安溪的茶。”谈到安溪茶的发展历史，魏月德自豪地说道。

　　茶农正在茶园采摘茶叶（受访者供图）

　　作为海上丝绸之路上的常客，中国茶一直是对外重要的中国符号。而安溪铁观音作为乌龙茶中最为璀璨的一颗明珠，也一直在世界的舞台上展示着其独有的魅力。

　　“安溪县的产茶历史始于唐朝，宋元时期安溪茶叶作为重要的外销商品，通过海上丝绸之路走向世界。至明代中叶，安溪全县已经大面积种植茶叶。清朝雍正年间发现了安溪铁观音这一珍稀茶树品种，20世纪初，安溪铁观音成为畅销东南亚的‘侨销茶’。侨居东南亚各国的安溪人，积极行销家乡的乌龙茶，倡导饮用家乡的乌龙茶。”魏月德介绍。

　　铁观音母树前的石碑（受访者供图）

　　七泡有余香，独具观音韵。原产于福建省泉州市安溪县的铁观音，已有300多年的历史。在这里有一个关于铁观音的美丽传说：300年前，魏月德的祖先魏荫发现一株破石而出的茶树，便将此茶树在打石坑压苗繁殖，日后成为了中国最有名的茶之一。

　　今年5月20日，安溪铁观音茶文化系统被联合国认定为全球重要农业文化遗产。11月29日，在包含铁观音制作技艺的“中国传统制茶技艺及其相关习俗”被列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。传承了300多年的铁观音，如今还在继续发挥属于它的活力，护佑着所有安溪人民，如今安溪铁观音也已成长为安溪的民生产业和富民产业。

　　魏月德在进行制作工艺中的摇青步骤（受访者供图）

　　“在我们安溪全县茶园面积有60万亩，年产量6.2万吨，涉茶总产值250亿元。安溪茶叶出口日本、东南亚、欧盟等63个国家和地区。很多茶农因茶脱贫，因茶致富。农民纯收入的50%以上来自于茶产业。在我们安溪，茶承载了百万茶乡人的富裕之梦。”今年59岁的魏月德已经与茶打了44年交道了。

　　从刚开始接触茶时的不喜欢到喜欢到热爱，再到现在肩负传承的使命，魏月德很是感慨。2008年，魏月德被评为国家级非物质文化遗产乌龙茶制作技艺铁观音制作技艺代表性传承人。他也开始把越来越多的精力用在传播铁观音制作技艺和文化上。

　　魏月德在进行制作工艺中的凉青步骤（受访者供图）

　　“我的一生，只做一件事情，就是铁观音。”为了做好这件事，魏月德用了15年的时间编制出版了《铁观音秘笈》。“我请县文史馆的一个专家帮忙执笔，我口述，他来写。我把祖辈留下来的技艺，和自己半辈子摸索出来的经验，都写到了这本书里。”魏月德用了15年的时间编制出版了《铁观音秘笈》。

　　除此以外，他还出版《铁观音的前世今生》《魏荫与铁观音》和《魏荫铁观音探源》等著作，为安溪铁观音制作技艺的传承与研究作了不懈努力。

　　“我不希望铁观音技艺只藏在一个家族的‘秘笈’里，它应该传播向全世界。物质是需要用文字去进行保留的，一个人的保存是会失传的。一个好的东西，要让大家能够分享，能够保存。”魏月德说。对学茶、做茶、爱茶的人，魏月德一向来者不拒，几十年来，徒弟已有数百个，学有所成出师者数名。

　　魏月德说：“我永远都是一名安溪铁观音茶文化推广的志愿者。只要学茶的人还在，铁观音传统制作技艺的传承就不会中断。”如今，那颗300年的母树依然枝繁叶茂，铁观音茶树也早已遍布全国各地，更从中国走向了世界……（岳沛 靳铃涵）