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）
东西问丨超侧卫：航拍近五十国，如何“飞越世界尽头”？******
中新社北京1月10日电 题：航拍近五十国，如何“飞越世界尽头”？
——专访环球旅行家、航空/航拍摄影师超侧卫
作者 徐雪莹
从极光下的布迪尔黑教堂，到地中海沿岸的中世纪古堡，从“河流之王”亚马孙河，到“世界干级”阿塔卡玛沙漠……五年时间，他飞越近五十个国家和地区，记录下“世界尽头”的生命脉动。
开启“上帝视角”，世界有何不同？纵贯赤道极地，航拍何以持续？中新社“东西问”近日专访环球旅行家、航空/航拍摄影师超侧卫，探解如何“飞越世界尽头”。
现将访谈实录摘要如下：
中新社记者：您在五年时间里，航拍了近50个国家和地区，足迹遍布北美洲、南美洲、欧洲、大洋洲、亚洲、非洲。为何选择无人机拍摄？
超侧卫：选择航拍，除了因为喜欢，还在于，航拍可以呈现不同于平面的视角，从地面上的二维取景上升到空中三维取景。我这本书的名字“飞越世界尽头”，就是指延伸至人所不能及的尽头、攀升至人所不能及的高度。
无人机作为摄影师眼睛的延伸，诸多无法攀登或抵达的山崖，也成为镜头的落点，而且想选哪个角度都可以。我希望能吸引大家去探索世界，同时又不剧透太多，有朝一日大家可以实地去走走。
异星奇景般的冰岛黑沙滩。超侧卫 摄而且，很多人其实并不清楚自己生活的城市俯瞰是什么景象。航拍改变了传统意义上的视角，能给大家提供新的视角，看看自己家乡。
我在格陵兰岛航拍到鲸鱼后，把视频导到手机里给丹麦船长看。俯拍后鲸鱼特别大，看得特别清楚。船长很兴奋，他说捕了一辈子鲸鱼，从未像这样用“上帝的视角”看鲸鱼。
鲸鱼妈妈带着小鲸鱼游过。超侧卫 摄在苏格兰北部时，我们曾入住一座私人城堡——都灵城堡(Turin Castle)。傍晚我一边吃晚餐，一边遥控放飞无人机。城堡女主人伊冯娜(Yvonne)看见无人机屏幕，问这是什么这么漂亮，我说这就是你的城堡，女主人非常吃惊。那时夕阳正好刚刚出现，她让我把无人机悬停在古堡上空，自己和管家飞奔去各个房间把灯全部打开。直到现在，伊冯娜的都灵城堡官网上还放着我航拍的那张照片。
都灵城堡女主人把城堡所有灯光都开启。超侧卫 摄中新社记者：以无人机视角俯视各地景象、各座城市，带来哪些特别感受？
超侧卫：无人机提供了很宏观的视角去观察世界。在西藏时，我路过一座非常漂亮的雪山。我把无人机升起来飞过去，看到的景象令我非常震撼。山上的冰川跟冰岛相似，冰岛的冰川沟壑纵横，是一条一条裂缝；这里则是一圈一圈，非常像地理书上的等高线。在这些地球的年轮里，人类显得多么渺小，它一圈可能就是几千年。
冰川之眼。超侧卫 摄借助无人机，还能窥见城市的发展。从空中看欧洲一些地区，可以看到古城和新城的发展差异、古建筑和新建筑之间的风格差异。例如，俯瞰葡萄牙第二大城市波尔图，能明显看到杜罗河将波尔图老城和加亚新城一分为二。
红顶房屋组成的杜布罗夫尼克古城，被宝蓝色的亚得里亚海环绕，可以直观感受到“亚得里亚海之珠”名字的由来。超侧卫 摄中新社记者：有的地方您会多次前往进行拍摄，其中有变化特别大、使您印象格外深刻的地点吗？
超侧卫：就是冰岛。我前后去了三次冰岛，冰岛的冰川正以肉眼可见的速度逐步消失。20世纪以来，冰岛平均气温逐年升高，冰舌融化退却，就算在冬天也难以结成冰。从航拍来看变化非常明显。
浮冰跟随水流渐渐漂流入海，进入广袤的大西洋。超侧卫 摄也有风景因为自然原因而消失。马耳他景点蓝窗，《权力的游戏》拍摄取景地之一，HBO拍电视剧时蓝窗还在，我去的时候蓝窗已经坍塌。2017年大风把它吹没了，很著名的自然景点就没有了。
塞尔维亚德里纳河上，“世界上最孤独的房子”。超侧卫 摄未来，我想尽可能去拍一些国内外对比的风景。很多国外风景都能在中国找到极其相似之处，且中国不输外国。之前我在智利拍的七色山，有网友跟我说像张掖。新西兰“牛奶湖”普卡基湖，西藏的羊卓雍措(藏语意为“碧玉湖”)比它更像牛奶，且有一种独特的天域之美。
羊卓雍措上的一座小岛从空中看像是“地球之心”。超侧卫 摄我之前想拍沙漠，但阿联酋、撒哈拉、摩洛哥都不能用无人机，后来，反而是在新疆吐鲁番鄯善老城南端拍到了。库木塔格沙漠，号称是世界上最靠近城市的沙漠，从鄯善县开车5分钟就能抵达。
库木塔格沙漠以风沙地貌类型齐全和沙丘的轮廓清晰、层次分明为风景特征。超侧卫 摄中新社记者：您在《飞越世界尽头》书中谈及，最艰难的一次航拍是在格陵兰岛拍摄鲸鱼。不同地理气候环境下，航拍会遇到哪些困难和挑战？
超侧卫：拍自然界的东西，难点在于无法预期。特别是拍摄动物，除了跨越千山万水，到达其活动区域以外，还要不惊扰它的正常活动，才能拍到自然状态下生命最原始的样子。整个自然条件，包括动物的习性条件，摄影师在无法预测的情况下，只能靠蹲守，这个是最辛苦、最具挑战性的。其他的只要你能抵达场地，适应环境，问题都不是太大。
布迪尔黑教堂下欣赏极光是最幸运的事，追逐极光不仅要天时还要地利，一个完美的前景是拍出极光作品的基础。超侧卫 摄我们去格陵兰岛拍鲸鱼时，带了3台无人机，9块电池，才拍到一些难得的画面。鲸鱼每次浮出海面呼吸间隔约20分钟，无人机的电量也就20分钟左右。看到鲸鱼呼气，再去升无人机根本来不及，所以只能先把无人机升起来，凭借鲸鱼呼气喷出的水柱，判断出大概位置后，马上操控无人机去追。一块电池最多只能拍到一次，完全靠赌运气。
鲸鱼出水呼吸后潜入海底高高翘起尾鳍。超侧卫 摄提前选点和即兴拍摄，可能是4：6的比例，但偶然成分更多。若提前跟导游知会一声，导游会提醒适合无人机拍摄的景点，帮忙协调放无人机的场地。但大部分情况是，你并不知道会拍到什么样的画面。此外，考虑到电池电量有限，需要提前规划，作出取舍。
圣约翰教堂是芬兰最大的石砌教堂。超侧卫 摄玩无人机的都说，没“炸过机”的就不算好摄影师。我“炸了”五六台无人机，撞山也遇到过。
中新社记者：身为航空专业毕业生，您为何从航空工程师转行做航空媒体？
超侧卫：我做机务时，比较喜欢用相机拍飞机。后来，机缘巧合下，去新浪做了中国第一个航空频道。做了几年后，我发现航空领域专业鸿沟非常明显。外行人可能对航空业有一些不理解甚至误读，而航空行业人士，有时太深入专业，反而难以用简洁的方式把一些概念向大众说清楚。
我从事航空媒体，包括现在做自媒体，以文字、图片、视频等形式呈现航空领域内容，主要是想基于我对航空业的了解，把这些看似高深的东西，通过简单的语言普及清楚，让大众了解、理解这些知识，甚至将来可能让自己的孩子从事航空行业。
在世界最大的客机空中客车A380的驾驶舱上俯瞰广州夜景，远处的广州塔清晰可见。超侧卫 摄中新社记者：您曾一人操控5台设备，记录下6架国产C919大飞机“大象漫步”等精彩时刻。航空/航天摄影特别是空对空摄影，和其他摄影类型有何不同？
超侧卫：航空/航天摄影跟普通摄影最大的区别，在于有很多要素制约你靠近被拍的物体，甚至于你不能在公开、特殊的地方进行拍摄。航空/航天摄影，最重要的其实是资源。能把相机放在哪个位置拍，需要花费80%的精力。著名战地摄影记者罗伯特·卡帕说过，“如果你的照片拍得不够好，那是因为你靠得不够近。”
空对空摄影，是一个非常独特的航空摄影题材。要拍在天上飞的飞机，需要距离很近，这时你需要租一架飞机，把舱门打开，然后让被拍的飞机靠近。这个需要协调更多资源。
航空/航天摄影师必须得到官方许可，这需要很强很深的积累，大家都知道你的经验和技术都到位。我们有专业的设备，可以远程遥控相机，在保证安全的情况下实行拍摄，这样，官方允许我们把相机放在离火箭五百米或一公里的地方，近距离拍火箭。
去年拍摄C919“大象漫步”时，我操纵5台无人机去拍飞机，本来在很多机场是不允许的。机场就是禁飞区，这是最先决的条件。同时，你的无人机不能靠近跑道，飞机滑过来之后，万一无人机掉下来就会影响飞行。
C919飞机“大象漫步”。超侧卫 摄6架飞机滑过来时，我只有1分钟的窗口期，错过这1分钟永远不会有这个机会。这时对自己的技术、手的灵敏度、脑子里提前构思好的画面都要有非常精细的了解，一旦上去就能搞定。7倍光学变焦等同于162毫米的长焦镜头横越6架漫步的C919，就是我一直最想要的画面，全程手动控制且仅有一次机会，终于不辱使命。(完)
受访者简介：
超侧卫(本名陈诚)，资深媒体人、环球旅行家、航空/航拍摄影师、《罗博报告》航空专家、中国民航大学校外辅导教师、独立航空撰稿人、航空业意见领袖，微博2020十大影响力航空大V。足迹遍布北美洲、南美洲、欧洲、大洋洲、亚洲、非洲，最北深入北极圈、格陵兰、冰岛，拍摄大量图片及视频影像，著有摄影专辑《航空盛宴》，操纵无人机航拍飞行总里程超2000千米。
| 满堂彩地图 |
