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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）
东西问·解码兔年 | 赵燕林：千年壁画“三兔共耳”缘何闻名中西？****** 编者按： “万物迎春送残腊，一年结局在今宵”。中国传统的兔年春节将至，历经疫情考验的人们心怀希冀。自2023年1月18日起，中新社“东西问”专栏特推出“解码兔年”系列稿，探究春节文化、“双立春”等的意涵与影响。
中新社敦煌1月20日电 题：千年壁画“三兔共耳”缘何闻名中西？
——专访敦煌研究院副研究馆员赵燕林
中新社记者 丁思
临近中国农历兔年春节，萌态可掬的兔子造型层出不穷。中国敦煌莫高窟壁画中的“三兔共耳”图存世千余年，绘制了共用三耳、循环追逐的三只兔子，这或许是世界上最与众不同的兔子造型。这一图案，也出现于巴基斯坦赤陶浮雕、叙利亚的多色陶瓷、欧洲教堂彩绘玻璃，乃至一些西方现代建筑中。
“三兔共耳”的创作源起是什么，有何寓意？为何能在中西广受认同？敦煌研究院副研究馆员赵燕林近日就此接受中新社“东西问”独家专访。
视频：【东西问】赵燕林：千年壁画“三兔共耳”缘何闻名中西？来源：中国新闻网
现将访谈实录摘要如下：
中新社记者：目前，现存于敦煌莫高窟壁画中的“三兔共耳”图案有多少个？它们的造型、纹样有何不同？
赵燕林：“三兔共耳”的装饰图案广泛分布于古丝绸之路沿线的亚欧大陆各地，目前已知该图案年代最早的实例存于敦煌莫高窟壁画中。从时代分布情况来看，壁画中“三兔共耳”发端于隋初，流行于初唐和中晚唐时期，最终消亡于五代。
莫高窟共发现有20个洞窟绘制有这一图案。其中，17个绘制在洞窟藻井图案中，4个为天宫栏墙装饰图案，还有1个绘制于藻井垂帐纹，共出现22处，隋代洞窟占比最多，共9幅。
总体来看，隋代初期此类图案尚显生涩，而至隋代中晚期则极尽繁华，第407窟“三兔共耳”藻井图案被认为是该纹样的杰出代表，也是大众最为熟知的一幅。
莫高窟第407窟“三兔共耳”藻井图案。敦煌研究院供图“三兔共耳”的图案主体构成呈圆形，三只兔子以等边三角形均匀分布其中，两两共用一耳，呈顺时针或逆时针方向旋转奔跑、相互追逐，首尾相接，动感十足，造型优美。早期图案中的兔子，以白色居多，唐代逐渐出现了黑色、灰褐等色。
中新社记者：该图案为何是三只兔子？有何寓意？
赵燕林：“三”在中国传统文化中，有着特殊寓意。《道德经》讲，“一生二，二生三，三生万物”，三只兔子有往复循环、繁衍生息的涵义。“三”又与佛教涅槃思想吻合，三兔像是“前世”“今生”与“来世”，有“循环”“轮回”之意。
同时，古人眼中，“兔”的内涵也很丰富。西晋张华《博物志》卷四《物性》中说：“兔舐毫望月而孕，口中吐子。”明代徐树丕在《识小录》中云：“俗曰：兔无雄，望月而生也。”古人认为世间所有兔子都为雌性，只有月亮中的兔子为雄性，加之兔子繁殖能力极强，自古便成为多子多福的象征。西晋傅玄《拟天问》曰：“月中何有，白兔捣药”，又说：“月为阴水，白兔之形”。古人认为月是“阴水”，还是白兔的化身，故《隋书·天文志》说：“月为太阴之精，以之配日，女主之象也”。所以，藻井图案中兔子的形象，也有“月神”与“阴水”的意涵，是“以水克火”的延展。
另外，汉魏以来，图谶瑞应思想极为流行，有着向朝廷进献“祥瑞”的传统。白色的鹿、兔子等世间稀有罕见，是吉祥、祥瑞的象征。经过魏晋南北朝战争，隋初人口相对退减，多子多福、生生不息成为普通民众朴素的期盼。藻井是莫高窟洞窟中最为核心的位置，将“三兔共耳”图案绘制在最中央的藻井中，也是寄托了洞窟功德主们的美好愿望。
莫高窟第302窟“三兔共耳”栏墙纹，这是目前已知该图案年代最早的实例。敦煌研究院供图中新社记者：“三兔共耳”有何源起，其创作手法有何特点？
赵燕林：研究发现，“三兔共耳”图案与中国古代传统文化纹样十分接近，例如出现在中国新石器时代的彩陶和玉器上的类似装饰图案，在春秋战国时期的铜敦盖、漆器上出现的三兽纹等，最为突出的是汉代瓦当上的三雁纹，以及画像石上的三鱼共首纹等。
其创作手法是中国传统的“共生”，即将两个或者两个以上相同造型元素的相同部分叠加重合在一起，在构成新图形的同时，不破坏单体结构的完整性。中国历代纹样作品中，有大量的共生图案，内涵也多与生命繁衍、祈福相关。
“三兔共耳”的“共生”创作手法也体现着中国传统宇宙观。中国古人重视天文，有星象崇拜，“三兔共耳”有自秦汉以来“三圆三方”宇宙模型的影子，即由中心三个圆外切三个正方形的叠涩构架而成，体现着天圆地方、天人合一的哲学观念。
莫高窟第305窟“三兔共耳”藻井图案及其“三圆三方宇宙模型”结构示意图 。敦煌研究院供图中新社记者：“三兔共耳”的传播路径有无定论？该图案为何也在西方社会受到认同？
赵燕林：敦煌是古丝绸之路的枢纽城市和商贸文化重镇，世界四大文明和三大宗教在这里相会，不同民族与文化交流交融是丝绸之路沿线地区的重要特征。存世最早的“三兔共耳”图案正是出现在敦煌。
学界多认为，这一图案是从中国自东向西传播，其以古代中国的传统文化为渊薮。有部分学者猜想其源于中原，后从蒙古帝国西征时，从敦煌沿丝绸之路同时向蒙古国、印度、中亚各地传播，后从中亚、西亚向非洲的埃及、欧洲各国传播。也有学者提出，是战争把它带至西方社会。
该图案究竟源于何处，缘何被带至西方？目前尚无定论，但有一点可以确定，世界很多民族都有月亮当中有一只兔子的传说。
随着时间演变，“三兔共耳”出现在伊斯兰圆章模印玻璃、阿富汗的金属盘、伊朗的托盘、科威特的瓷砖画、德国教堂的钟表、英国教堂的玻璃窗上，成为当地宗教、文化与民众日常生活中的图饰，沿用至今。
巴基斯坦斯瓦特赛杜沙里夫遗址“三兔共耳”浮雕(9—11世纪)。采自《三只野兔的神奇旅程》。受访者供图该图案对于西方民众意味着什么？一些西方学者做了调查，甚至专门有团队出版了《三只野兔的神奇旅程》等研究文集，他们认为“这幅图具有神秘的力量”，能够为人们带来无限遐想和吉祥的寓意。由此看来，无论是中国还是西方，人们对艺术魅力的认同与对生活的美好祈愿是相通的。(完)
专家简介：
赵燕林，甘肃省甘谷县人。敦煌研究院考古研究所副研究馆员。在《敦煌研究》《自然辩证法研究》《艺术设计研究》等期刊发表论文20余篇，出版著作3部。主要研究领域为中国传统文化及石窟艺术，在《西北民族大学学报》(哲学社会科学版)、日本《比较民俗研究》等期刊发表“三兔共耳”相关研究论文5篇。主持国家社科基金项目、甘肃省社科规划一般项目等研究课题4项，参与国家社科基金重大项目、国家社科基金冷门绝学团队项目、国家社科基金一般项目等多项课题基金。
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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