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）
推动生态优先绿色发展 促进人与自然和谐共生******
作者：熊宇杰（安徽师范大学副校长、安徽省中国特色社会主义理论体系研究中心特约研究员）
党的二十大报告对“推动绿色发展，促进人与自然和谐共生”进行了部署，强调“尊重自然、顺应自然、保护自然，是全面建设社会主义现代化国家的内在要求。必须牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，站在人与自然和谐共生的高度谋划发展”。长江经济带覆盖沿江十一个省市，横跨我国东中西三大板块，生态类型多样、自然资源丰富、地理环境复杂，生态区位极其关键，是对全球气候变化最为敏感的区域之一，是我国生态优先绿色发展主战场，对于建设人与自然和谐共生的现代化至关重要。
优化生物多样性主战场。生物多样性是经济社会可持续发展的基础，是生态安全和粮食安全的重要保障。受气候变化和人类活动影响，生物多样性减少，生态环境问题日益突出。保护生物多样性，重构人与自然和谐共生的复合生态系统，既是贯彻习近平生态文明思想、建设美丽中国的迫切要求，也是实现经济社会发展全面绿色转型的重要标志。党的二十大报告指出，“提升生态系统多样性、稳定性、持续性”“加快实施重要生态系统保护和修复重大工程”“实施生物多样性保护重大工程”。当前长江经济带经济发展总体平稳、结构优化，但生物多样性保护的结构性、根源性、趋势性压力仍有待进一步缓解。因此，有必要统筹考虑生物多样性保护和生态系统重构两大关键问题，基于重大科学研究平台探索科学方法和应用技术。习近平总书记在2019年中国北京世界园艺博览会开幕式上指出：“生态治理必须遵循规律，科学规划，因地制宜，统筹兼顾，打造多元共生的生态系统。”在遵循规律方面，生物多样性形成与演化机制、生态系统功能演变机制等重大基础理论方面亟须创新；在科学规划方面，生态系统动态监测评估、人与自然和谐共生的复合生态系统重构等关键共性技术有待发展。作为一个典型案例，扬子鳄国家级自然保护区与高校科研的合作，解决了扬子鳄规模化人工繁育技术等关键问题，修复和重建栖息地400多公顷，野外放归扬子鳄228条，为野生种群的复壮奠定了基础，为国家实施长江流域生物多样性保护发展战略提供了重要示范。
塑造循环经济主战场。循环经济理念是从资源利用的源头出发，在严格保护生态环境的前提下，全面提高资源利用效率，满足经济社会发展的合理需求。习近平总书记强调：“发展循环经济是提高资源利用效率的必由之路。”从近年来的实践看，循环经济理念不仅适用于城镇的工业产品需求，在乡村振兴方面也能起到巨大的推动作用。长江经济带具有充足的水资源，可以利用这一优势和特点，繁育濒临绝迹的贝类物种，建设淡水贝类养殖基地。淡水贝类具备极强的水质净化能力，可以将长江经济带沿线生活污水进行资源化利用，真正实现“肥水不流外人田”。党的二十大报告指出，实施全面节约战略，推进各类资源节约集约利用，加快构建废弃物循环利用体系。循环经济理念的实践运用，协同工业高质量发展、乡村振兴等工作布局，将有助于全面建立资源高效利用制度，为坚持和完善生态文明制度作出贡献。
重构生态系统主战场。实现碳达峰碳中和目标是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。党的二十大报告指出，立足我国能源资源禀赋，坚持先立后破，有计划分步骤实施碳达峰行动。对于长江经济带来说，在积极稳妥推进碳达峰碳中和过程中，要实现碳排放与大气污染物、废水固废的协同治理。实现“双碳”目标与生态治理之间需要进一步协同，通过培育和利用森林、湿地和土壤的固碳能力，做好山水林田湖草沙一体化保护与修复，提升生态系统碳汇能力。在选择生态系统修复的实践路径时，需要兼顾不同地区之间发展水平的差异。即使同在长江经济带，不同地区在产业结构、经济发展、技术进步、资源禀赋等方面也存在较大差异。可以合理利用区域间的资源禀赋差异、产业链互补、技术比较优势、生态环境差异等条件，激活生态治理的协同效应，助力进一步完善生态文明制度。
打造生态产品主战场。习近平总书记指出：“生态环境保护和经济发展不是矛盾对立的关系，而是辩证统一的关系。把生态保护好，把生态优势发挥出来，才能实现高质量发展。”党的二十大报告强调，建立生态产品价值实现机制。建立生态产品价值实现机制是实现“绿水青山就是金山银山”的关键路径，需要积极探索政府主导、企业和社会各界参与、市场化运作、可持续的生态产品价值实现路径，把生态优势转化为综合发展优势。为实现“让保护修复生态环境获得合理回报”，需要发展“绿水青山”的内生性产业，如生态农业、特色旅游等。这些内生于“绿水青山”的产业培育需要坚持因地制宜，立足地方特色优势资源和发展条件，科学合理选择、规划和运营。例如，长江经济带水资源丰富，其生态治理试点乡村通过水体治理，恢复了沟塘、河湖、湿地等各类水体的自然连通，构建了各种类型的乡村水系循环系统。在此基础上，乡村发展相关水产业，同时打造水产品加工产业和旅游产业，实现了乡村宜居、产业发展和农民致富良性循环。此外，还要积极发展“绿水青山”派生、延伸和配套的外生性产业，构筑具有经济价值、生态价值和社会价值的生态经济体系。
建设生态文化主战场。习近平总书记指出：“要倡导环保意识、生态意识，构建全社会共同参与的环境治理体系，让生态环保思想成为社会生活中的主流文化。”党的二十大报告强调，倡导绿色消费，推动形成绿色低碳的生产方式和生活方式。为加快构建以生态价值观念为准则的生态文化体系，需要从全民宣传教育、法治建设、文化传承与创新等方面进行综合推进。其中，加强生态文化传承与创新发展和推进生态文化产业发展可以有机结合起来，共同推进。长江经济带具有源远流长的长江文化，既有上游巴蜀文化、中游荆楚文化、下游吴越文化等地域特色，又有长江三峡、江西庐山、杭州西湖等山川秀色。可以通过调查研究，建立长江经济带生态文化数据库，深度挖掘其生态文化资源。此外，可以打造长江诗路文化走廊，以数字化技术为支撑手段，以文旅融合为方向，将长江文化旅游发展成为世界一流的旅游目的地，为“美丽中国”和生态文化建设提供示范。
生态文明建设是一项任重而道远的系统工程，其中生态文化体系是精神灵魂，生态经济体系是物质基础，生态目标责任体系是“指挥棒”，生态文明制度体系是体系保障，生态安全体系是自然底线。近年来各地的实践表明，立足于地方区域生态特点，形成政府—高校—企业的合作联动机制，打造从科研到智库再到应用的全链条平台，有助于统筹推进生态文明建设体系，推动我国生态文明建设迈上新台阶。而立足长江经济带“生态优先绿色发展主战场”建设，打好生物多样性保卫战和生态经济、生态系统、生态产品、生态文化攻坚战，必将是生态文明建设中的辉煌篇章。
《光明日报》（ 2023年01月10日 06版）
