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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）

中央农村工作会议系列解读④农业强国的中国特色“特”在哪？******

　　作者：陈秧分 中国农业科学院农业经济与发展研究所

　　中央农村工作会议提出“强国必先强农，农强方能国强。没有农业强国就没有整个现代化强国”，着重强调“建设农业强国要体现中国特色”，要求“走自己的路，不简单照搬国外现代化农业强国模式”。中国建设农业强国，既需遵循世界农业强国的一般规律，更需充分体现中国的国情农情，探索中国特色的农业强国之路。

　　一、农业强国需立足人多地少的资源禀赋，做好粮食和重要农产品的稳定安全供给

　　中央农村工作会议明确“保障粮食和重要农产品稳定安全供给始终是建设农业强国的头等大事”。我国人多地少，用占全球9%耕地、6%淡水资源成功养育了占世界近20%人口。同时也要看到，我国粮食安全基础仍不稳固，国际合作环境不容乐观。保障粮食和重要农产品的稳定安全供给，既是农业强国的基本门槛，也是国际国内形势所迫。

　　粮食和重要农产品的稳定安全供给，体现在足够的产品供应、合理的产品结构与良好的产品质量，关键是做好资源保护与利用文章，抓住耕地和种子两个要害。“藏粮于地”重在坚决守住18亿亩耕地红线，逐步把永久基本农田全部建成高标准农田，切实保护好、利用好耕地资源。“藏粮于技”重在把种业振兴行动切实抓出成效，强化农业科技创新和装备支撑，拓展农业生产边界。中央还要求“树立大食物观，构建多元化食物供给体系，多途径开发食物来源”，为进一步优化利用耕地资源、立足整个国土资源保障稳定安全供给提出了新要求。

　　做好粮食和重要农产品的稳定安全供给，还需充分调动各方积极性与能动性。一方面要“健全种粮农民收益保障机制，健全主产区利益补偿机制”，通过辅之以利的行动举措，让种粮农民有收益、主产区种粮不吃亏，另一方面要“严格考核，督促各地真正把保障粮食安全的责任扛起来”，通过辅之以责的行动部署，推动主产区、主销区、产销平衡区共同扛稳粮食安全责任。

　　二、农业强国需传承农耕文明的历史底蕴，满足人与自然和谐共生的时代要求

　　中央农村工作会议提到建设农业强国需立足“农耕文明的历史底蕴、人与自然和谐共生的时代要求”。中国有5000余年的农耕文明历史，从中国特色的农事节气，到大道自然、天人合一的生态伦理，等等，都是中华文化的鲜明标签，都承载着华夏文明生生不息的基因密码，彰显着中华民族的思想智慧和精神追求。赓续农耕文明，既可为农业强国建设贡献智慧，也可为农业强国建设提供自信。

　　农耕文明的精华是人与自然和谐共生。农业强国必须践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念，对内加强农业资源保护，强化退化耕地治理，提高农业用水效率，促进化肥农药减量增效，推进农业品种培优、品质提升、品牌打造和标准化生产，发展生态低碳农业；对外加强重要农业文化遗产保护与推广，在国际农业治理中融入中国农耕智慧，提升文化软实力与影响力。

　　三、农业强国需顺应大国小农的发展阶段，在中国式现代化过程中推进强国富民

　　中央农村工作会议指出“农业强国是社会主义现代化强国的根基，满足人民美好生活需要、实现高质量发展、夯实国家安全基础，都离不开农业发展”。中国是发展中大国，具备鲜明的“大国小农”特征。根据第三次农业普查，我国小农户数量占农业经营主体98%以上，小农户从业人员占农业从业人员90%，小农户经营耕地占总耕地面积70%。我国农业劳动生产率约为高收入国家的10%，农业发展最大短板在于劳动生产率偏低。

　　因此，农业强国需顺应大国小农的发展阶段，既要“循序渐进、稳扎稳打”，推进工业化、信息化和城镇化，促进农村劳动力转移就业，也要“多做打基础、利长远的事情”，将全面推进乡村振兴列为新时代农业强国建设的重要任务，将小农户列为农业强国建设的重点对象，向开发农业多种功能、挖掘乡村多元价值要效益，向一、二、三产业融合发展要效益，强龙头、补链条、兴业态、树品牌，推动乡村产业全链条升级，带动小农户的现代化转型与农业竞争力的同步提升。

　　四、农业强国需发挥中国特色社会主义的制度优势，依靠科技和改革双轮驱动

　　中央农村工作会议指出“要依靠科技和改革双轮驱动加快建设农业强国”。中国作为人多地少的发展中大国，如何利用有限的水土资源满足14亿人口的食物需求，既保障吃得饱又吃得好，如何将2亿小农户纳入现代农业轨道，既提升产业竞争力又实现共同富裕，全球缺乏先例。

　　对此，中央农村工作会议要求发挥新型举国体制优势，以农业关键核心技术攻关为引领，以产业急需为导向，聚焦底盘技术、核心种源、关键农机装备等领域，整合各级各类优势科研资源，强化企业科技创新主体地位，构建梯次分明、分工协作、适度竞争的农业科技创新体系，通过大力提升农业科技水平，根本提升农业竞争力。同时，也强调深化农村改革，把强化集体所有制根基、保障和实现农民集体成员权利同激活资源要素相统一，着力破除妨碍城乡要素平等交换、双向流动的制度壁垒，激活发展活力。

　　（本文为国家社科基金重大项目“RCEP对中国农业高质量发展的影响与应对战略研究”（编号：21＆ZD093）的阶段性成果）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）