佰家富app-佰家富app注册网

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）

清代驿站财政机制的形成与演变******

　　作者：刘文鹏（中国人民大学清史研究所教授）

　　驿站是中国历代王朝传递信息、递运物资的主要渠道，在维系国家统一方面发挥着重要作用。驿站的正常运转全赖驿站经费之保证，所谓“国脉疏通原借驿递，而驿递急需端赖钱粮”。一般认为，清朝入关后一扫旧弊，摊派、加征得到有效抑制。这一观点突出了明清之际驿站财政的差异。但实际上，明末加派之征也通过各种隐性方式在清代得以延续。在清初裁驿费充军饷的财政政策影响下，清代驿站财政走向了既病民又病官的摊派旧途。

　　明代驿站财政与驿役官当改革

　　明初驿站财政建立在实物财政基础之上，有赖于田赋征收和劳役佥派。洪武元年（1368年）正月，明太祖诏令天下广置各驿，其驿站差役佥派民户出办。具体方法是，“马有上中下三等，验民田粮出备”（《明太祖实录》卷29，洪武元年正月庚子）。即民户依照粮赋多寡对等充任驿传马夫，其不足数者可以数户共充一夫。本县人户不足，则“以相邻州县点差”，谓之“协济”。甚至令东南富户、市民前往北方诸省协济应役。官方除提供驿舍、备办廪粮及派遣官吏外，驿站其余所有开支均由驿传役夫亲身应役承担。此外，尚有里甲和均徭内编派驿站差役，以满足其财政开支需要。

　　洪武二十七年（1394年），明朝将永充改为“依次轮充”（万历《惠州府志》卷10，《赋役志下》，明万历四十五年刻本）。其佥编时间有三年、五年和十年之别。但地方政府在实际佥派中并不遵守定制，以至于有役三五十年者。此外在没有预算与额设经费的体制下，驿站马夫等便成为驿丞等官吏盘剥的对象。以上两方面导致嘉靖以前的马户不堪重扰，驿站运行困难。

　　成化、弘治年间白银货币化地位得到官方承认，一系列以财税定额为目的、减轻地方差役负担的差役纳银改革随之展开，驿站的日常运转也由力役亲当改为征银雇募，至嘉万时期，因推行一条鞭法改革，得以最终确立。具体做法是根据过往支销数目，预估一年驿站夫马工料银额数，将其摊入全县粮赋或额田中征收。对于他县协济马匹，则按每马所需折银，分派各协济州县“照亩均征”（申佳胤：《临洺驿马政记》，载崇祯《永年县志》卷7）。征收的站银，以府为单位进行统计并征收，然后由府转发各驿，招募人员当差。

　　官征官募确实起到了均平差役、减轻百姓负担的作用，“计地征粮，可以免马头独累之苦；募人当应，可以绝官吏求索之私”（刘麟：《清惠集》卷3，《均驿传安人心扶公论杜私情以免偏苦疏》，台湾商务印书馆1987年版，第348页）。但新政实施不过十余年，即弊端百生。一方面，官府“给驿渐广”，导致地方驿站开支不断增加；另一方面，过往官员多索马匹差夫，马户“卖产鬻儿，倾家丧命”。更甚者，明季“国用不足，将原额驿站夫马工食草料银两半裁以充练饷”（《宣大山西总督李鉴启本》，顺治二年五月八日），地方驿站财政更加吃紧。本县“马户逃窜，扳累难支”，他县协济亦托故不前，地方不得不再度佥派里民应当，复“蹈万历以前之夙弊”。而“驿卒糊口无资，群起为盗”（《顺天巡按柳寅东揭报驿递疾苦》，顺治元年七月，载张伟仁主编：《明清档案》第1册，台湾联经出版事业公司1986年版）。

　　清初中央对明代驿站财政体制的调整

　　清朝入关之初，平定全国的战争仍在持续，大量地方财政经费被裁撤充饷，驿站钱粮也不例外。在财政紧缺的情况下，既要全力保障军费，又要维持驿站正常运转，中央和地方政府为维护各自利益走上不同道路。

　　于中央而言，顺治元年（1644年）七月清朝废止一切明末加派，废除明末里甲佥派，将全国驿站由民当改为官当，所有经费均于正项地丁内动支，“不复累及百姓”。与此同时，令各省站银“以万历初年会计录为准”，“照旧征收，加增者不准”（《户部尚书英峩岱题本》，顺治二年六月六日）。

　　然而，明末清初接连不断的灾荒、战争导致地方田赋收入急剧下降，部分省份站银除荒后实征不及原额半数，巨大的经费缺口令驿站运转维艰。更重要的是，清初持续的军事行动导致国家财政经费捉襟见肘。权衡之下，清朝不得不裁减包括驿站经费在内的地方财政以充实军饷。驿站经费的大幅压缩主要集中于顺治九年（1652年）至十四年（1657年）和康熙平定三藩之乱期间，此后雍乾各朝均陆续裁减。全国站银“通计裁扣之数，自顺治九年以迄乾隆，竟居原额三分之二”（民国《盐山新志》卷8，《赋役篇上》，民国五年刊本）。

　　在额征驿站银剧减，加之禁止摊派、裁驿充饷的境况下，清廷只能尽可能地集中有限驿站财政资源，使其利用最优化。方法主要有三：一是裁僻济冲，将驿站经费集中于主干驿道。二是调整驿道走向、开辟新驿道。顺治年间，为减轻河南、山东驿站负担，清朝开通经山西前往川陕甘等地区的驿道，河南驿站负担有所减轻；山东则开通了经德州、泰安、蒙阴、郯城前往江苏的“山东东道”，使原有山东中路的驿站压力有所缓解。驿道重新规划后要求行差人员循规定驿道行进，并在勘合火牌内明白填注，严禁随意改变路途。三是严格掌握地方驿站财政奏销。顺治八年（1651年），清朝确立各省财政奏销制度后，规定驿站的各项开支需岁终汇造清册，由户部核实奏销。自顺治三年（1646年）至十四年修撰完成的各省赋役全书，更是将各省起运存留、驿站额支数目固定下来。通过赋役全书和奏销制度，各省驿站每年的财政收支也尽在中央的掌握之中。这既有助于中央了解地方驿站财政之盈绌，及时作出调整；也将府州县驿站财政纳入藩司和中央管控之下，方便了驿站财政资源的宏观调拨。

　　上述改革确实值得称许，在财政极度紧张的情况下通过法律禁令确保地方不得派累里甲，展现了新朝气象。但奈何由于清初战争开支甚巨，很多本应裁僻济冲的夫马钱粮亦经常被中央挪作军饷。地方政府为保障驿站的正常运转疲于应对，不得不百般腾挪，甚至延续明季摊派旧弊。

　　清前期各省对驿站财政体制调整的因应

　　整体而言，各省解决地方驿站财政问题的举措主要集中在复原额、顾驿递，严考成、革协济等方面，而在州县层面更为通行的做法则是直接佥派里甲。

　　所谓复原额，即各省督抚在除荒实征站银过少的情况下，奏请恢复该省旧设站银数额。部分省份在朝廷下令裁去明季摊派并统计旧额银时，往往在万历初年额设站银基础上将里甲夫马工料银和摊派银两一并作为本省额设驿站银统计、报呈，实际上是将“旧额”提高，把明代站银、里甲夫马银和摊派银以隐蔽的方式承续下来。而裁撤地方经费过程中，驿站经费可能虽亦被裁撤，但因为需要维持驿站的正常运转，驿站经费的裁撤力度不及其他经费，所以在顺治初期裁节地方经费的过程中，面对经费紧缺的情况“先尽驿站支用”的“顾驿递”政策在一定时期内得以贯彻落实。

　　明清之际的驿站协济制度是保障冲途大驿有效运转的良制。但协济的正常运行需建立在驿站财政充足的基础上，一旦经费被挪用或裁减，各地往往托故不前，导致受协驿站运转失灵。为解决该问题，清朝将协济站银完纳与否、完纳分数均纳入官员考成。但协济站银毕竟还需多一道解送程序，此间辗转费时、各级侵扣，其弊多端。于是，各省纷纷奏请将“本州县之正项用补本驿之急需，而以外州县之协济，汇解藩司抵补正项”（《河南巡抚吴景道题本》，顺治八年十月二十四日），南省协济北方站银也照此方法办理。此项调整至康熙七年（1668年）最终成为定制，并施行于全国，起自明代的驿站协济制度被废止。此种方法减少了站银支用的程序，提高了驿站运转效率。

　　中央和各省为筹措驿站经费，经过多重努力，确实起到一定作用，似乎驿站也得以正常运转；但如果我们将视野转移至州县，则会发现驿站财政状况呈现的是另外一幅景象。

　　清人薛所蕴《驿卒词》云：“闾阎困敝乏帮贴，差烦马瘦刍茭绝。……县官逮治驿卒死。五更三点不交睫，头枕驿门候消息。”（张应昌编：《清诗铎》卷9，中华书局2022年版，第262页）这并非夸张和想象之词。顺治年间曾任新乐县知县、专管冲途大驿西乐驿的林华皖对当时的驿站困境有过总结：一则差务繁忙，“每日数起”；二则夫役“额设者有数”，每遇大差势必另外雇觅；三则马骡羸瘦，“陆续行差，倒毙不一，月而殆尽”；四则行差人员百般苛索，夫役折干、背负过重（林华皖：《治鲜集》卷2，《驿邮略》，载《续修四库全书》第880册，上海古籍出版社2002年版，第430~431页）。康熙《丰润县志》更直白指出：“输蹄往来，络绎不绝，粮糗刍薪，存留不能及半，协济未必以时，县令之拮据，殆所不免。”（康熙《丰润县志》卷4，《赋役志·驿传》，清康熙三十一年刻本）绝大多数州县官员不堪重负，自杀者亦不在少数。其最终结果，“存留各项节次裁减，州县之事束手无策，势不得不私派之民，民既出雇役之钱，仍不免于役又不知凡几矣”（康熙《灵寿县志》卷4，《田赋上》，清康熙二十五年刻本）。摊派里甲成为州县官自然而然的选择。

　　然而，直接摊派里甲显然与清朝不加赋的政策相冲突。天津巡抚张忻、保定巡抚郝晋及经手知县都曾因触犯此律最后交刑部议处。故很多地方州县只能想方设法将摊派合法化：一是延续明季之“强制性雇募”手段，名为发银雇募、听民应召，实则是强制性“照里派轮”，官方挟公权权威进行变相摊派，并非纯粹的自由雇募应召之制。另一种是额外摊派，倒逼国家财政政策作出调整，将摊派合法化。部分州县驿站确实差务繁忙，必须额外派征。但为避免胥吏、马头毫无限制多征，引致民怨沸腾，清廷将额外摊征编入赋役全书，承认各种加派的合理性并使之合法化。

　　清前期驿站财政体制改革的影响及其余绪

　　清人曾对本朝的废力役亲当为官当官募之制大为赞赏，称“清兴，扫除旧政，与民更始。而钱粮则例一以万历初年为定，且赋皆改折而无本色之征，差皆雇役而无佥点之害……民无一事之扰，薄赋轻徭，培植邦本，万世无疆之休基此矣”（康熙《吴桥县志》卷3，《食货志》，清康熙十九年刻本）。

　　但清初军兴旁午，裁驿充饷时常有之。实际上“额设工料已减十分之三，差务更增十分之四”的情况下，地方财政仍然左支右绌。驿站之弊不仅官累难除，民累亦未减轻。一方面，清初裁节驿费并非为了减轻百姓负担，而是裁驿充饷，百姓压力并未减轻。另一方面，在“额设有数”的驿站财政体制下，州县为保证驿站运转，又不得不走上加派里民的老路。这一回头路不仅额外增加了百姓负担，甚至在一定程度上倒逼中央将部分摊派合法化。清廷减轻里甲摊派负担的宣言也就此告以破产。官员既存在加赋的罪名，百姓亦承受摊派的压力，实在是病民病官。

　　以上种种弊病的存在，究其原因，即在于中央财政集权下，地方额设驿站经费过少且并不稳定。随着明代白银的货币化，国家财政也出现“统计银两化”的趋势。这一变革使得国家财税可预算、可统计，方便了国家对各省州县财政的掌控；但是对于地方政府而言，则是更加不利。在“统计银两化”之前，所有驿传夫役均需亲当，财政开支由地方政府自行编制，不受中央管控；但在此之后，情况发生了显著变化。一方面，全国赋役逐渐定额化，中央以法律形式规定了摊派的“非法性”；与此同时，明清财政也因此走上“原额主义”道路，财政体制出现僵化。另一方面，借助白银的便利，中央对于州县财政的掌控越发集中，且能随时裁扣、调拨，导致州县财政难以稳定。清人曾谓“国家之所赖者，惟财赋；地方之所重者，惟差徭；下民之所望者，惟恩恤”（乾隆《三河县志》卷5，《赋役志·驿站》，清乾隆二十五年刻本），生动反映了当时中央、地方和百姓三者在国家财赋分配中的地位和处境。从国家立场出发，中央主要集中于对全国财赋的高度集权与掌控。尤其是战争期间，国家的着眼点完全在于尽快汇集财政资源用于军事，以期稳定统治。裁撤地方存留银是其中最为重要的手段，而这势必导致地方州县存留经费过少。州县为维持地方行政的正常运转，又不得不额外摊派，而所有的压力最终只能转嫁给百姓。在上述财政结构体制下，百姓能否得到“恩恤”显然要打上问号。刘志伟教授认为，清初通过编撰赋役全书和确立奏销制度，建立了高度中央集权的财政体制，它导致的一个最直接的结果就是地方赋税征收的失控（刘志伟：《略论清初税收管理中央集权体制的形成》，载《贡赋体制与市场：明清社会经济史论稿》，中华书局2019年版，第190页）。可以说，正是中央财政的“集权”导致了州县政府在财税征收中的“分权”和“失控”。因此，随着清中后期各类大差、常差的源源不断，以及驿务弛弊、苛索繁多等问题的抬头，“原额主义”财政下的清朝驿站运转再度回到明末境况，各类差派更加层出不穷。

　　（本文系国家社科基金重大项目“清代驿站史研究”〔19ZDA207〕阶段性成果）

　　《光明日报》（ 2022年12月26日 14版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）