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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）

隆基绿能大规模扩产 光伏行业竞争加剧******

　　1月17日晚间，隆基绿能公告，公司与陕西省西咸新区开发建设管理委员会、陕西省西咸新区泾河新城管理委员会签订《投资合作协议》，公司拟在陕西省西咸新区投资建设年产100GW单晶硅片项目及年产50GW单晶电池项目。隆基绿能表示，签订投资协议有利于公司充分发挥技术和产品领先优势，进一步提升产能规模，不断提高市场竞争力。

　　业内人士表示，近年来光伏行业需求旺盛，并吸引了一些上市公司跨界涌入，在龙头企业大举扩张产能的背景下，光伏产业链将面临洗牌。

　　密集扩产

　　作为全球组件出货量最大的公司，隆基绿能近期密集开启扩产。1月10日晚间，隆基绿能宣布，拟将西咸乐叶年产15GW高效单晶电池项目变更为西咸乐叶年产29GW高效单晶电池项目，该项目将导入公司自主研发的HPBC高效电池技术。隆基绿能表示，目前，HPBC电池产品量产光电转换效率超过25%。年产29GW单晶高效电池项目预计2023年9月整体完成竣工验收并全面投产。

　　2022年12月，隆基绿能公告，拟投资30亿元在安徽省芜湖市建设二期年产15GW单晶组件项目。

　　据中国证券报记者统计，近一个月来，隆基绿能宣布的扩产项目包括100GW硅片、79GW电池和15GW组件等。

　　经济性凸显

　　隆基绿能表示，目前公司单晶电池产能与单晶硅片、组件产能不匹配，一定程度上制约了公司战略目标的实现。

　　对于隆基绿能的扩产，业内人士表示，显示出公司持续看好光伏市场。值得注意的是，2022年末，硅片价格开启调整。对此，隆基绿能在接受机构调研时表示，随着产业链价格的连续调整，光伏发电系统的经济性凸显，市场需求释放。2022年第四季度，公司硅片和组件出货量均实现环比增长。2023年，公司将进一步提升硅片自用量比例，预计将超过60%。

　　隆基绿能表示，随着光伏产品价格下行，需求将进一步放量，预计2023年全球光伏市场将延续高增长态势。公司将依托在硅片和组件环节形成的技术优势、成本优势、渠道优势以及良好的履约能力和品牌知名度，深度发掘客户多样化需求，不断推动硅片和组件出货量持续增长。

　　需求旺盛

　　2022年以来，光伏行业持续开启扩产潮，头部企业隆基绿能、通威股份、晶澳科技、天合光能等纷纷宣布大规模扩产。同时，火热的市场吸引众多企业跨界涌入光伏领域。

　　据PV Tech不完全统计，2022年光伏行业新建组件扩产项目规模超400GW。业内人士表示，随着新建项目投产，落后产能将面临淘汰。

　　中信建投认为，随着上游环节价格下降，组件环节盈利有所恢复。近年来，国内集中式光伏需求被高企的硅料价格压制，随着硅料价格逐步下降，预计2023年国内集中式光伏占比将提升。另外，欧洲、美国等海外市场需求将维持高速增长。

　　隆基绿能创始人、总裁李振国表示，根据隆基能源研究院的预测，到2030年，全球新增光伏装机量将达到1500GW-2000GW。这一装机规模相当于2021年新增装机量的10倍。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）