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）

雪具装备国产化的风口已来临？******

　　欣苒第一次接触滑雪是在2015年，“那是北京成功申办冬奥会的第一个雪季，和朋友到北京南山滑雪场开启了滑雪‘初体验’。我们在羽绒服上贴了暖宝宝，雪鞋和雪板也是租的。”这个雪季，欣苒在崇礼万龙滑雪场完成了“开板”仪式，此时她已装备齐全，雪服亮眼。欣苒表示，自己大部分装备都是国产品牌。滑雪装备主要覆盖了滑雪服、雪板、固定器、雪鞋、头盔、雪镜、手套等，全套下来价格在几千元到几万元不等。“我第一套滑雪服是国外品牌，仅衣服和裤子就花费近万元。现在国内专门做滑雪装备的品牌逐渐多了起来，雪服的价格自然是亲民又划算，每个雪季前都会去磁器口挑选新雪季的‘皮肤’。”

　　进口滑雪装备五千元起，国产品牌配齐只需两千元

　　1月10日，新京报贝壳财经记者来到北京磁器口“雪具大厅”，三层楼高的建筑中，雪具店几乎充斥着每个角落。虽是工作日，但前来采购的滑雪爱好者同样络绎不绝。在二层的冷山雪具店中，李宁滑雪服占据着店铺货架的显眼位置。“这几款雪服到货量不多，刚上架就卖出去好几套，现在码已经不全了。”店员介绍道。

　　一对情侣从多款滑雪手套中挑选了一副国货，他们告诉新京报贝壳财经记者，“舒适度挺不错，还带护腕，这款一百块左右，而国外品牌则要贵三四倍。”正在选购护具的李女士则表示，现在越来越多的雪友倾向选择国产品牌配件，“性价比高太多了。”在冷山雪具店不远的雪上飞雪具店，将三款国产单板摆在店铺的橱窗内，每款单价在1000元左右。据店主介绍，之前店铺以零售欧美品牌为主，受到冬奥冰雪热的影响，公司也开始生产自己品牌的单板，瞄准滑雪入门级爱好者。“配齐一套进口的单板、固定器和单板鞋大约5000元起，而一套国产品牌配齐只需2000多元。”

　　虽然在滑雪服、滑雪配件方面，国产品牌崭露头角，但在硬核装备的选择上，伯顿(Burton)、Capita等国际品牌则更受欢迎。一位资深滑雪爱好者认为，目前国产滑雪装备更多以性价比占领一定市场，但是像雪板、头盔等装备，欧美品牌在设计、安全性及知名度等方面可能会更有优势，“不过对于大多数初级玩家来说，其实也体验不出太大差别。”

　　全球超90%滑雪装备需求，由中国供应链支撑

　　然而，支撑起整个国际装备市场的却是中国供应链。公开资料显示，中国贴牌代工支撑了全球超过90%的滑雪装备需求。以伯顿雪板为例，这个创始于1977年的美国品牌在滑雪界知名度颇高，目前天猫上一块雪板售价在3000至6000元不等。该品牌曾在公开采访中表示，到2018年，其大部分雪板都是中国制造的，只有部分高端产品线由奥地利生产。伯顿在中国的代工厂也逐渐增多，据官网资料显示，该品牌的雪鞋生产工厂设在湖南郴州，部分雪板工厂位于江苏昆山，而连接雪鞋与雪板的固定器工厂则设在广东深圳。另有媒体报道，山东嘉祥是全国最大的滑雪手套生产基地，年产手套600多万打，年销售额15亿元，拥有上千种手套产品的生产加工能力及60余项专利产品。中国市场的滑雪手套六成以上来自这里，其出口量也占行业出口总量的76.38%。

　　当曾经的小众冰雪运动开始转变成为大众消费后，雪具装备国产化的风口也逐渐来临。据CBNData联合天猫体育发布的《2020冬季新活力生活趋势报告》显示，去年12月里，滑雪装备的销量同比上涨了13倍，南恩、Nobaday等国产新锐品牌，集体进入“十大Z时代喜爱冰雪品牌榜单”。资本市场也同样向着这条赛道靠拢。2020年4月，高瓴资本与伯顿成立合资公司；2014年成立的奥雪文化，以自媒体起家推出“零夏”和“Nobaday”两大滑雪品牌后，于2021年先后完成了两笔融资；2021年2月4日，滑雪垂直领域互联网服务商去滑雪(GOSKI)宣布获得2000万元人民币的A+轮融资，去滑雪的负责人表示公司将把关注点放在原创滑雪装备上。

　　智研咨询发布的《2021-2027年中国滑雪装备行业市场发展模式及战略咨询研究报告》数据显示，2014年，我国的滑雪装备行业市场规模为32.2亿元，到2020年这一规模已拓展至126.9亿元，年复合增长率超25%。不过，未来中国滑雪品牌能否在行业中站稳“脚跟”，仍需品牌的努力及市场的检验。

　　新京报贝壳财经记者 于梦儿