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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）

台湾民众何以摆脱“用电的烦恼”？******

　　新华社台北1月18日电(记者赵博、黄扬)最近，台湾电力公司(以下简称“台电”)的一则提示成为热门民生话题。提示说，春节假期工厂停产、公司歇班，用电量减少，流经地下电缆的电力大幅降低，电缆产生大量无效电力灌至系统，造成电压可能升高逾一成，因此呼吁民众外出要拔掉插头，避免家中电器设备烧损故障。

　　春节年年有，为何今年要特别提示“拔插头”？专业人士及舆论指出，其实问题在于风光电等不稳定电力在台湾总电力系统中的占比上升，让电压变得不易控制。

　　近年来，台湾当局大力发展再生能源发电。据《联合报》报道，冬季风力发电旺盛、光伏发电效率趋佳，使得今年春节期间风光电在全台总电力系统中的占比可能突破30%。

　　新竹清华大学工程与系统科学系特聘教授李敏表示，当再生能源发电量过高时，发电和用电的动态平衡会出现波动，影响电网稳定性。电压上升不仅可能导致烧坏电器，还可能造成电线起火，成为公众安全问题。

　　《风传媒》专栏文章分析，当局不遗余力发展绿电，再生能源发电过剩时的储能设施却没有及时跟上。目前的法令又不允许电力公司弃再生能源，于是只能让电压上升。

　　“配套不足下，民进党离岸风机一支一支插，光电板一片一片种，不只破坏海岸、鱼塭，产生一大堆官商勾结的黑金利益，弄了半天，供电还不稳定。”有岛内资深媒体人在社交媒体上发文说，辛苦了一年，春节好不容易放个长假出远门，还得为家中电器提心吊胆。连供电都不稳定，怎么过好年？

　　如果说电压不稳定是台湾民众新近的烦心事，那么，停电无疑是徘徊在人们心头的沉重苦恼。

　　从2017年“8·15大停电”到2021年5月连续两次大停电，再到2022年3月殃及逾500万户的全台停电，以及2022年7月无预警停电频发，电力紧缺越来越成为困扰台湾产业发展、影响民众生活的“紧箍咒”。

　　据岛内媒体报道，第二核电厂2号机将在3月中旬停机，用于递补进入岁修的大潭7号机的燃气机组却受疫情影响工程延宕，无法按时并网测试。因此，今年春季恐怕供电吃紧。

　　尽管台当局经济主管部门负责人保证“努力进行调度”，民众还是忧心忡忡，生怕苦不堪言的大停电“又来几遍”。连台电也无奈表示，届时只能祈祷老天爷帮忙，“天气不要太热”。

　　台湾供电系统以备转容量(即当天实际可调度的发电量扣除使用后剩下的余量)作为电力盈缺指标。当备转容量率低于6%，就会亮起象征“供电警戒”的橙色灯号，介于6%至10%之间，则为象征“供电吃紧”的黄色灯号。

　　《风传媒》引述台湾“中央大学”讲座教授梁启源的分析指出，近年再生能源包括太阳光电、风力发电等执行率均打折扣，燃气电厂则有供气不足的问题，未来三年岛内供电系统的备转容量率预计均在10%以下。

　　他还说，由于再生能源发电占比增加，夜间没有太阳无法发电，预计未来夜间的电力供应容易发生缺口，备转容量率恐将低于3%。只要有一部大型机组故障，就会发生大停电。

　　让民众不断承受“用电的烦恼”，究竟是谁的错？此间舆论指出，“非核家园”能源政策难辞其咎。

　　“非核家园”被称作民进党的“神主牌”，民进党2016年上台后不久就在台立法机构通过相关法案规定，全面优惠绿电发展，电商的发电配比必须符合能源政策目标(天然气50%、燃煤30%、再生能源20%)，同时在2025年前彻底关停核电。

　　事实证明，这个能源转型计划让台湾吞下了发电成本暴涨、空气污染加重等种种恶果。尤其是明知主要依靠进口天然气等燃料火力发电，民进党仍加码喊出“电价冻涨”的政治口号，导致台电亏损严重，2022年亏损高达2675亿元新台币(约合598亿元人民币)。

　　不久前，民进党当局又推出新的“减碳目标”，计划2030年电力配比调整为“523”，即燃煤降为两成、再生能源提升到三成。

　　对此，《中国时报》指出，如果相关配套做得不足，再生能源大量并网可能造成系统惯量不足，电网频率失衡，导致跳机停电风险。台湾大学电机工程学系特聘教授刘志文分析说，唯有建好“三道防线”，包括加严再生能源并网技术规范、调整电能控制系统、增加储能设施与需量反应，才能有效降低绿能并网冲击。

　　春节一天天临近，业界和民众都期待新的一年景气好转，诸事顺遂。然而，民进党当局耽于“口水”保证，却不知检讨和修正能源政策，台湾社会“用电的烦恼”恐怕仍将挥之不去。（新华网）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）