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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）

抹掉60年烟尘 恢复乾隆年间风貌 迈进琼华岛畔漪澜堂******

　　在北海公园琼华岛北侧，有一处建于清乾隆十六年的古建筑群——漪澜堂，这里原是皇家游憩、宴寝的场所，后来曾用作饭庄近60年。前不久，历时三年修缮的漪澜堂终于完成布展开门迎客，上万平方米建筑群与近千件精美陈设复原这处皇家建筑的原始风貌。

　　亮相

　　对照清史档案修缮38座文物建筑

　　漪澜堂建在北海琼华岛的北侧，是清乾隆十六年的建筑作品。穿过碧照楼的正门，就是这一古建筑群。内有东中西三个院落，分布着道宁斋、远帆阁、晴栏花韵、霓裳曼舞等主要建筑，是当时皇家读书、宴饮、游憩的地方。漪澜堂“本堂”位于中路院落的南侧，也是这个建筑群中单体结构最大的建筑物。

　　1925年，北海被辟为公园对外开放，漪澜堂建筑群在当时被用于经营用房。1959年，仿膳饭庄搬进漪澜堂，依靠古色古香的建筑群体，这里变成了餐饮经营场所。2016年，在各方努力下，仿膳饭庄完成腾退，将漪澜堂交还北海公园。

　　自此，修缮的前期工作开始了。“我们首先对院落进行了简单整理，勘察设计单位随后进驻。修缮方案编制、上报、审批完成后，2019年12月修缮工程正式开工。”北海公园副园长胡峂介绍，修缮范围东至倚晴楼、西至分凉阁、北至延楼、南至延南薰，共38座文物建筑，建筑面积3904.8平方米，占地约10000平方米。整个修缮工程过程中，北京市公园管理中心、公园不断与国家文物局、市文物局、市财政局进行沟通协调，以历史文化名城保护为契机，确保工程顺利推进。

　　在解决文物建筑本体、院墙、院落地面、望柱栏板、排水暗沟等普遍残损病害的基础上，修缮人员重点对存在大木结构安全、不当改变原有格局和形制的建筑采取针对性措施，包括拆除后期加建的非文物建筑，恢复历史建筑格局和内外檐装修等。专家们又严格按照清史档案记载，调阅了“样式雷”烫样的全部内容，对文物古建进行了修复。

　　历经三年修缮，一个多月前漪澜堂古建筑群终于恢复了清乾隆时期的风貌。如今，“重装”复原后的漪澜堂与游客见面。

　　修缮

　　拆除添建的后厨和锅炉房

　　对漪澜堂建筑群的修缮堪称一场“大修”。漪澜堂曾被仿膳饭庄占用近60年。在此过程中，由于多次功能性调整改造，古建筑本体也受到了一定的影响。

　　北海公园规划建设科邢靳举例，位于漪澜堂建筑群东侧的“霓裳曼舞”曾是一座戏台，按照历史档案记载，它本身应该是三面敞开、一面有墙的开放状态，但仿膳饭庄在占用期间对戏台内部空间也进行了改造。

　　在勘察阶段，工作人员发现，在漪澜堂建筑的后檐东西两侧分别建了一个后厨、锅炉房。“在此次修缮过程中我们对这些仿膳经营期间添建的非文物建筑都进行了拆除。”邢靳介绍，历时两个月，拆除面积达497.4平方米，在按照历史档案记载及调阅“样式雷”烫样的基础上，复建173.8平方米，从而恢复古建原始形态。

　　另外，漪澜堂建筑群也到了必须要维修的年头，此前因漏雨造成屋面瓦件残损、木结构腐朽变形、油饰彩画褪色、脱落等问题，对结构安全和建筑美观都会造成影响。

　　复原

　　意外发现排水和地暖系统

　　漪澜堂建筑群的文物建筑达38座、200余间，涉及堂、斋、楼、阁、廊、轩、台等多种类型，修缮的复杂性可想而知。

　　首先是施工作业面狭小。受制于琼华岛四面环水及文物保护等因素，大型机械车辆不能上岛作业，物料搬运堆放等工作只能靠工人手搬肩扛，尤其是后山的几组建筑，因其依山而建，导致建筑周边的山体遍布太湖石、古树等，且坡度较大，为施工脚手架的搭设及物料的搬运堆放造成了极大的困难。为此，北海公园与施工方采用悬空搭设物料堆放平台的方式，确保工程顺利开展。

　　施工中也注意对古树古建的保护。匾额楹联等临时拆下的文物，设置专门的库房进行存放，并依据档案记载等历史档案进行归位。重要的彩画用塑料包材完整覆盖，台阶及地面采取竹胶板封护性保护。周边的古树、叠石也用木板围挡起来，外面再缠绕草绳。

　　此次修缮替换了糟朽严重的大木构件，出现歪闪、倾斜或局部下沉的大木构件采用局部落架等方式校正，并按原形制、原材料修配缺失的门窗等构件。彩画的修缮措施也一直很谨慎，征求了古建专家的意见后，工作人员对残损严重的部分彩画进行了重绘，其他彩画尽可能保留并除尘。

　　基础设施也同步完善，工作人员还意外发现了院落里隐蔽的排水系统。“整个院落一共有5条排水暗沟，都是从院落里向太液池自然排水。”工作人员详细检查了排水暗沟，在尽量保持原样的基础上进行了整修加固，并进行了试排水，证明其可以继续使用。

　　在此次修缮中，工作人员还在漪澜堂及东所的晴栏花韵发现了灶坑和暖道夹层，根据合理保护及利用的原则，对其采取适当措施进行了现状保护及整修，为今后的展示利用创造了必要的条件。

　　布展

　　30件手工织绣留住宫廷“味道”

　　回归后的漪澜堂以室内原状式展览展陈的形式与游客重新见面。楠木包厢床上布置着手工织绣的炕宝座，宝座后设立屏风，再现乾隆所著游记《塔山北面记》内容，床上还配有玉石柄宝刀与仿紫檀嵌玉如意等较为常见的皇家休闲空间陈设品……进入漪澜堂室内，陈设布置庄重、规整。

　　殿内西墙上还悬挂着手工织绣装饰画——竹石双凤图挂屏及手工刺绣博古挂屏，极具清代宫廷色彩。北海公园研究室主任张冕说，像这样的织绣物品，在漪澜堂建筑群里一共有近30件，全部由宫廷织绣技艺传承手工制作，为的就是留住宫廷“味道”。

　　漪澜堂建筑群西侧南边的道宁斋，曾是乾隆皇帝读书吟咏的地方。一层西面墙上悬挂着具有宫廷装饰风味的一对百宝嵌挂屏，通过寿山石、岫玉、青金石等珍贵的材料组合成花鸟图案，显得富贵堂皇。条案上的仿古自鸣钟更是增添了生活气息。

　　“依托历史档案和资料，我们借鉴了同时期的殿室陈设，尽可能还原历史风貌，也营造更多氛围感，让游客一来到殿内就感受到当时的历史环境和背景。”张冕介绍。

　　本报记者 任珊 程功 摄

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）