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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）

声光掠影 照见未来******

　　【乌镇聚焦】

　　光明日报记者 王禹欣 陈海波

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　　基础设施根基

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　　“全球5G大会”实践案例也让大家看到了夯实基础设施的重要性。中国信通院移动通信创新中心副主任徐菲介绍，全球5G大会积极开展5G增强关键技术研究，共同探讨新技术趋势、新应用场景，推进移动通信技术升级演进和创新迭代，以5G增强技术为新的起点迎接万物智联时代的到来。

　　与5G一样，IPv6也是非常重要的信息技术。由多位专家发起的“推进IPv6规模部署向纯IPv6发展联合倡议”，入选了此次精品案例。倡议指出，IPv6将给我们带来更快的上网速度、更安全的上网方式以及更好的隐私保护能力，为此，倡导社会各界加大IPv6技术的融合创新、加速纯IPv6的实践应用以及加强IPv6产业生态建设。

　　“IPv6真正实现了‘让地球上每一粒沙子都能拥有IP地址’，让更多的用户和设备可以接入互联网，让万物互联、元宇宙成为可能。”下一代互联网国家工程中心副主任张旭东说。

　　社会发展新动能

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　　数字技术还可以不断拓展网络空间，推动文化传播。

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　　作为“亚洲文明对话大会”系列活动之一，“亚洲数字艺术展”2019年以数字沉浸方式，为百余位驻华使节及商会代表奉献了一场独特的表演。“那一刻，数字文化交融超越了文明隔阂。”北京唐影众线文化传播有限责任公司执行董事王鹏说。

　　安全高效网络空间

　　网络安全，是构建网络空间命运共同体的重要基石。国家计算机网络应急技术处理协调中心（CNCERT）选送的“CNCERT网安事件处置合作”案例，让大家看到了中国在推动维护网络安全方面的努力。

　　国家计算机网络应急技术处理协调中心浙江分中心高级工程师何能强分享了一个网络安全事件处置经历：一家仿冒的中国金融机构网站，长期占据搜索引擎榜首位置，用户很可能因此被骗。CNCERT紧急联系协调该搜索引擎公司，快速解决了排名问题，降低了用户资金被盗取的风险。

　　5G时代，安全先行。中兴通讯分享的是“5G基础设施和数据内生安全的国际化实践”案例。

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　　数据跨境安全流动也是一个亟须重视的问题。“海量的数据跨境流动支撑着全世界的科研、贸易和经济活动，跨境数据流动已成为连接全球经济的重要纽带。然而，国家和地区对安全责任的不同要求导致数据不敢共享，对技术选择的共识不足导致数据不会共享。数据跨境迫切需要建立合规有序的流动机制。”澳门数字化发展协会理事张汉卓说。

　　由澳门数字化发展协会与欧盟国际数据空间协会一起探索的“中国澳门-欧盟数据跨境流动实践”，入选了精品案例。据张汉卓介绍，他们探索出一套包括规则、技术和管理的治理机制，采用IPv6、隐私增强、区块链等技术实现数据流动的可追溯和可管控。

　　“随着项目的实施，数据不敢共享和不会共享的问题正在逐步解决，科研交流和国际项目合作得到了全面加强。”张汉卓说。

　　《光明日报》（ 2022年11月09日 10版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）