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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）

物联网产业迸发创新活力******

　　【长镜头】

　　中国物联网产业规模接近3万亿元，企业数量超过8000家。其中，产业代表城市江苏省无锡市2022年产业规模预计达4000亿元，规模全省第一、全国领先。13年深耕物联网产业，无锡何以成功？带着疑问，记者来到无锡一探究竟。

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　　这是无锡物联网在促进集成电路产业上的一个典型应用场景。2022年，无锡集成电路产业产值突破2000亿元大关，约占全国八分之一，建成完整覆盖集成电路各环节的高新技术产业集群。

　　13年来，物联网产业在无锡逐渐发展壮大，其主要经验就是以产业需求和行业应用为导向。2009年，国务院在无锡部署建设国家传感网创新示范区。截至2022年，无锡物联网产业聚集了3000多家骨干企业，诞生了各类涉及物联网产业的已上市企业80多家和14项物联网领域国际标准。

　　无锡物联网产业发展的第二站，是给物联网企业提供后端市场。10多年来，无锡诸多企业承接的物联网工程已遍及全球60多个国家700多座城市。

　　无锡为物联网企业提供了丰富的应用场景。在新吴区旺庄养老院，每一位入住老人胸前都佩戴着一张智能定位卡，它是老人们的“贴身护卫”。无线定位技术可以获取位置信息，同时与移动护理系统、视频监控联动，老人发生突发状况时，可以一键报警。这是落户无锡的一家科技信息公司在智慧养老领域落地的一个应用场景。

　　更多的企业从无锡出发，为全国乃至全球提供物联网解决方案。在位于无锡惠山区的华中科技大学无锡研究院，中科院院士丁汉主导成功研发一款国产CAM软件——Turboworks。航空发动机和燃气轮机（简称“两机”）中包含大量空间曲面，加工过程稍有偏差，就会导致价格数十万元、上百万元的零件整个报废。作为该类零件加工工艺的载体，目前国内应用的CAM软件均被国外公司垄断。研究院服务两机产业，经过多年打磨，研发出这款从底层原始码开始、自主可控的工业设计软件，为大国重器研发生产提供高质量和定制化服务。

　　智能服装厂和传统服装厂有啥区别？走进位于无锡市东港镇的红豆男装5G智能全连接示范工厂，记者看到，衣料沿着天花板吊挂线有序流转，这头主动“找”操作工开缝，那边齐刷刷“等”自动裁剪。“之前，年产80万套西服，需要工人近1000人，现在仅需600人，且个性定制、团购定制与批量生产可混流自由切换。”工厂负责人潘家祥向记者介绍。

　　2022年，无锡市制造业增加值占GDP比重预计为四成。无锡市规划，在几年之内，帮助全市规上工业企业完成数字化诊断，进行智能制造成熟度评估，遴选一批标杆企业，进行示范推广。

　　物联网被认为是无锡的“产业名片”。“下一阶段，无锡将以‘人工智能+物联网’融合创新为主线，以智能传感、车联网、工业互联网‘一感两网’为主攻方向，着力补强卓越产业链，更高水平建设国家传感网创新示范区，加快将无锡物联网打造成世界级先进制造业集群。”无锡市委书记杜小刚信心满满地说。

　　（本报记者 苏 雁）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）