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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）

中央农村工作会议系列解读⑬保障粮食稳定安全重在调动农民积极性******

　　作者：钟钰、李天祥 系中国农业科学院农业经济与发展研究所；南京农业大学金善宝农业现代化发展研究院

　　2022年中央农村工作会议强调，保障粮食和重要农产品稳定安全供给始终是建设农业强国的头等大事。全方位夯实粮食安全根基有赖于要素投入保障、科技支撑和政策支持，但农民作为种粮微观决策主体，直接决定着这些因素对于粮食生产的作用效果。

　　从发展与安全的关系看，保证农民种粮经济上获得社会平均利润，是制定粮食政策的基调，需要在“节本”“降本”“增效”三个层面协同发力。

　　节本需要适度经营、机械替代、科学减施并行

　　“节本”是指在不影响生产效果的前提下，提高规模经营水平，科学减少粮食生产要素投入数量。“节本”力求靶向精准。

　　一是推进多种形式规模经营，提升土地资源利用效率。总结推广“按户连片耕种”“一户一块田”等经验做法，通过完善承包关系，促进承包地集中连片；推广土地股份合作、联耕联种等规模经营模式，有条件的地方可实行“确权确股不确地”“确权确利不确地”，由村组集体统一经营或统一发包给新型经营主体。

　　二是加强农机装备攻关，提升薄弱环节农机化水平。围绕粮农生产需要，按照节本降耗的标准，加强国外先进农机研发和制造技术的引进消化，加快节水灌溉、精准施药、定位施肥、秸秆处理等技术装备的研制和推广。重点围绕双季稻机械化移栽、玉米籽粒机收等薄弱环节和丘陵山区、种业机械化短板，推广应用一批高适应性技术装备和全程机械化生产模式，实现农机农艺深度融合。

　　三是加强生产服务体系建设，推进生产要素集约化利用。运用市场化、多元化的服务创新，逐步让科学、精准、高效的生产技术进村、入户、到田，以提高单产、改善品质、降低物耗。大力支持和引导农民合作社、专业服务公司、专业技术协会、农民经纪人等为粮食生产经营提供低成本、便利化、全方位的服务。因地制宜发展单环节、多环节、全程生产托管，扩展农业分工经济。

　　降本需要合作组织、补贴支持、公共投资兼推

　　“降本”是指通过市场策略、政策支持和公共投资等，降低粮食生产要素投入价格，减少粮农投入成本。“降本”力求多元高效。

　　一是提升粮农的合作化和组织化程度，降低市场交易成本。充分发挥村集体经济组织和乡村精英的带动作用，把处于弱势地位的小农户按照平等、自愿、互助的原则组织起来，引导发展生产、供销、信用“三位一体”合作，助推构建互助共享的生产经营关系网络，提升小农户参与市场议价、融入大市场的能力。

　　二是优化粮食补贴政策与补贴方式，降低要素获取成本。一方面，扩大农机具购置补贴的覆盖范围和支持力度。将水稻、小麦、玉米、大豆等粮食作物生产所需机具全部列入补贴范围，应补尽补。另一方面，创新和完善农业保险和金融支持模式。推进主粮作物完全成本保险和种植收入保险“扩面、增品、提标”，鼓励商业保险机构开发更多更好的新产品。扩大粮食产业链的信贷投放规模，开辟信贷绿色通道，拓宽新型农业经营主体信贷抵押质押物范围等。

　　三是发挥公共投资对私人投入的替代效应，降低生产投入成本。包括加大高标准农田建设投资力度，创造规模经营和机械化作业条件，并将晒场、烘干等配套设施纳入投资建设范围；集中建成一批高效节水灌溉工程；加大农业科研、粮食储备、质量检测、市场促销等公共投资，改善流通领域基础条件和运行效率；以政府购买服务、服务补贴、项目资助等方式，提高粮农社会化服务可及性，减少私人支出成本。

　　增效需要延伸链条、优质优价、循环利用共振

　　“增效”是指通过延伸产业链条、鼓励优质优价、提高循环利用等，提升粮食生产附加值和经营收益。“增效”力求融合互促。

　　一是延伸产业链和价值链，让粮农更多分享增值红利。加快国家粮食安全产业带建设，打造粮食产业集群。按照有利于粮农分享增值收益的方向，重点培育各类粮油专业合作组织，探索和推动“龙头企业+专业协会+农户”“公司+粮油购销企业+农户”等不同形式的利益联结机制，切实提升粮农参与产业化经营的积极性和增收能力。

　　二是推进优质粮食工程升级，加快现代化粮食产业体系建设。着眼全产业链各环节，促进粮食优产、优购、优储、优加、优销“五优联动”，通过实施绿色仓储提升、品种品质品牌提升、质量追溯提升、机械装备提升、应急保障能力提升、节粮减损健康消费提升等“六大行动”，全面推动粮食产业链转型升级，向价值链中高端跃升。

　　三是提高粮食产品循环利用程度，提升综合经济效益。加快推动种养结合循环农业发展，推进农业废弃物资源化利用，通过推广应用低碳低耗、循环高效的绿色生产和加工技术，提高粮食综合利用率与产品附加值，提升粮食产业经济效益和种粮农民收益所得。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）