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）
龚克：人工智能应用于韧性治理，要依法和适度******
中新网北京12月11日电 “人工智能(AI)应用于韧性治理要依法和适度，要贯彻AI伦理原则，坚持以人为目的，以目的为中心，而不是以工具为中心，避免技术异化。”
2022人工智能合作与治理国际论坛12月9日开幕。在其中的主题论坛“人工智能引领韧性治理与未来科技”中，世界工程组织联合会前主席、中国新一代人工智能发展战略研究院执行院长龚克这样指出。
2022人工智能合作与治理国际论坛由清华大学主办、清华大学人工智能国际治理研究院(I-AIIG)承办，中国新闻网作为战略合作伙伴，联合国开发计划署(UNDP)、联合国教科文组织(UNESCO)等国际组织、国内外学术机构支持。
世界工程组织联合会前主席、中国新一代人工智能发展战略研究院执行院长龚克，在2022人工智能合作与治理国际论坛主题论坛“人工智能引领韧性治理与未来科技”中发言。主办方供图龚克认为，当前，韧性已成为可持续发展中的重要要求和愿景。“进入21世纪以来，韧性理论从生态学、工程学、心理学领域逐步延展到城市治理领域。”
在他看来，韧性发展现在已经成为重要的发展思路。“它正视困难、风险、冲击、变化，以适应力、恢复力应对之，使系统损失减少到可承受、使运行不失稳、发展不逆转。”
龚克举例指出，韧性的基础设施是韧性城市的基础，AI在提高基础设施韧性方面可以发挥积极的作用。“比如AI可以快速、精准地帮助发现地下送水管网的泄露，以实施快速修复。又比如，AI可以及时、准确预测城市用水需求，帮助实现适时适量的供水。再如，AI可以及早、准确地预报特定灾害，帮助实现预防和减损。”
“这些例子告诉我们，AI助力韧性发展的作用是无可置疑的，数据是AI发挥作用的重要基础，数据的及时、准确、全面对于AI助力韧性发展至关重要。”龚克坦言，因此，物联网的发展、多源数据的融合、数据的无偏化处理等等，特别是相关知识与数据的结合，以及降低算法对于数据规模、质量的依赖性，成为AI助力韧性发展的技术趋势。
龚克表示，“就技术赋能而言，人工智能与韧性治理的关系，包括人工智能作为治理工具和人工智能作为治理对象两方面。我认为，两者统一于人工智能在韧性治理中负责任地、符合伦理地、依法和适度地应用。”
他指出，如果AI要赋能韧性治理，就需要自身增能，增强透明度、可解释性、可靠性、鲁棒性，自身要能抗干扰、抗攻击等，让其自身成为有韧性的AI。“如果AI自身很脆弱，容易被攻击、受干扰，它非但不能助力韧性治理，还会起到相反的作用。”
同时，龚克强调，AI在用于韧性治理上，要做到依法和适度。
“就技术赋权来讲，特别强调赋权必须是依法的，要防止技术异化为权力。”他认为，AI系统作为治理工具时应能针对具体应用主体和场景，识别法律赋予的权力边界，并在任何情况下，保证包容、公平、无歧视，保证不伤害，保证人类的监督和决定权。(完)
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