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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）

我国高等教育进入普及化阶段******

　　中国矿业大学硕士毕业生赵彬宇登上列车，前往内蒙古霍林河南露天矿就业，立志为高寒地区绿色矿山建设贡献力量；

　　北京电子科技职业学院汽车工程学院的实训室里，新能源汽车技术专业学生李新海正在研究汽车构造。还没毕业，他就已被企业提前“锁定”；

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　　一批批学子走进校园，接受高等教育；一批又一批大学毕业生走出校园，投身火热的生产生活一线。记者从教育部获悉：全国拥有大学文化程度的人口超过2.18亿，比10年前大幅增长，每10万人中拥有大学文化程度的由8930人上升为15467人；新增劳动力平均受教育年限达13.8年，劳动力素质结构发生重大变化，全民族素质稳步提高。

　　教育部相关负责人表示，10年来，我国高等教育与时代同行，取得历史性成就，发生格局性变化，在育人方式、办学模式、管理体制、保障机制等方面不断创新，为建设世界重要人才中心和创新高地提供了有力支撑。

　　——我国已建成世界最大规模的高等教育体系。

　　教育部发布的数据显示，我国已建成世界最大规模高等教育体系，在学总人数超过4430万人，高等教育毛入学率从2012年的30%，提高至2021年的57.8%，实现了历史性跨越，高等教育进入世界公认的普及化阶段。其中，普通本科学校校均规模16366人，本科层次职业学校校均规模18403人，高职（专科）学校校均规模9470人。教育部相关负责人介绍，我国高等教育毛入学率2019年达到51.6%，正式进入普及化阶段，并且普及化水平持续提高。

　　截至2021年，全国共有高等学校3012所。其中，普通本科学校1238所（含独立学院164所），本科层次职业学校32所，高职（专科）学校1486所，成人高等学校256所。另有培养研究生的科研机构233所。

　　——我国高等教育整体水平进入世界第一方阵。

　　党的十八大以来，我国高校科技创新能力不断提升。近年来，高校获得了60%以上的国家科技三大奖励，承担了80%以上的国家自然科学基金项目，是国家创新体系的重要力量。

　　教育部相关负责人表示，中国的高等教育开始了内涵式高质量发展，高等教育的学科专业与课程结构等得到进一步的调整与优化，高等学校的办学水平与人才培养质量不断提高，高等教育整体的国际竞争力持续增强。通过“双一流”建设计划，一批大学和一大批学科已经跻身世界先进水平，整体水平进入世界第一方阵。

　　同时，高等教育培养质量也不断提升。10年来，以一流专业和一流课程建设“双万计划”为牵引，共认定11761个国家级、11439个省级一流专业建设点，遴选认定首批5116门国家级一流本科课程。全面启动基础学科拔尖计划2.0，在77所高校布局建设288个学生培养基地，探索基础学科拔尖人才培养“中国范式”，累计吸引1万余名优秀学生投身基础学科，形成了基础学科拔尖人才的“梯队网络”。

　　形成了慕课与在线教育发展的中国范式。截至2022年2月底，我国上线慕课数量超过5.25万门，注册用户达3.7亿，已有超过3.3亿人次在校大学生获得慕课学分，慕课数量和应用规模世界第一。

　　——我国人口红利逐步向人才红利转变。

　　据介绍，近10年来，全国高校共增设1.7万个本科专业点，撤销和停招了近1万个专业点，提升高校人才培养与经济社会发展的适应度匹配度。目前，本科专业达771种、6.2万个专业布点。

　　服务国家战略需求，增设了储能科学与工程、人工智能、生物育种科学等新专业；服务民生建设急需，新增老年学、养老服务管理等新专业，并扩大了预防医学、护理学、家政学等专业布点规模。加快培养急需紧缺人才，不断完善高质量人才培养体系。新工科、新农科、新医科、新文科建设持续深化，人才培养组织模式持续创新，一批未来技术学院、现代产业学院等加快建设。创新创业教育领跑世界。成功举办7届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛，累计吸引五大洲120多个国家和地区的2533万名大学生参赛，大赛累计直接创造就业岗位数75万个，间接提供就业岗位516万个。

　　随着我国高等教育规模大起来、实力强起来，我国人口素质不断提高，人口红利逐步向人才红利转变。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）