乐发lv下载_乐发lv下载app

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）

青少年脊柱侧弯之忧浮出水面******

　　对于不少家长来说，显而易见的近视、肥胖问题受关注较多，而对另一个隐匿性较强的身体危害却关注不多，那就是青少年脊柱侧弯问题。

　　自2019年以来，山东体育学院坚持开展青少年脊柱侧弯筛查与科普志愿服务项目，每年筛查大约1万名青少年学生。期间发现，对脊柱侧弯不了解、甚至刻意回避这一问题的家长不在少数。

　　山东体育学院体育科学研究院执行院长、山东省青少年脊柱健康促进中心主任田雪文近日向中青报·中青网记者介绍，大约3%至5%的青少年存在脊柱侧弯问题，但很多家长直到孩子的脊柱侧弯已经到了较为严重的程度才会有所察觉。严重的脊柱侧弯将给孩子的身体健康造成极大危害，这既体现在生理上，即压迫、挤占心脏、胃肠等脏器的发育空间，影响这些脏器的功能。同时，也体现在心理上，身姿不正的孩子往往会有自卑感。

　　孩子的不良坐姿习惯以及在参与一些可能会造成脊柱侧弯的运动时缺乏预防措施，都会给孩子带来脊柱侧弯问题。田雪文特别提到，近年来，很多家长热衷于让孩子，特别是女孩，学习舞蹈，但因可能存在的训练不科学和预防措施不足的问题，不规范的舞蹈训练导致孩子出现脊柱侧弯的案例也越来越多。此外，一些单侧运动也可能给孩子带来脊柱侧弯的问题。记者之前在采访北京青少年冰球运动时就了解到，由于身体长期单侧发力，青少年冰球选手较容易发生脊柱侧弯。这一现象在青少年长期参加其他单侧运动(如皮划艇、击剑、网球等)时也较为普遍。

　　早在2019年之前，通过设立于山东体育学院的山东学生体质监测中心每年进行的大量学生体质测试工作，田雪文发现，青少年脊柱侧弯问题日益突出。因此，山东体育学院发起了青少年脊柱侧弯筛查与科普志愿服务项目。一方面与学校合作，面向广大青少年开展脊柱侧弯的早筛查、早发现，另一方面，通过向学生、家长、学校科普脊柱侧弯相关知识，提醒学生、家长关注和预防脊柱侧弯。

　　田雪文回忆，早期进行学生脊柱侧弯的筛查工作时，甚至遇到一些家长对此有误解。由于脊柱侧弯的检查需要学生脱去上衣，一些家长对此非常抵触，这主要还是因为家长们对脊柱侧弯及预防缺乏了解。

　　田雪文表示，根据筛查情况看，脊柱侧弯多发于10至15岁的青少年，这也是孩子身体发育的一个高峰期。脊柱侧弯早发现，可以通过脊柱保健操等运动手段进行干预，使孩子的脊柱侧弯控制在较轻范围内，使其尽可能不对身体健康产生危害。而一旦错过早发现早干预的阶段，脊柱侧弯会随着孩子的身体发育不断加重，当脊柱侧弯已经到了较为严重的程度，就只能进行手术治疗，这无疑将大大增加孩子的痛苦。

　　对于进行舞蹈训练和长期参与单侧运动的青少年来说，家长更有必要关注孩子的脊柱侧弯问题和加强预防措施。北京一名冰球教练建议，孩子在参与单侧运动之余，应积极参与一些均衡性运动，如游泳、跑步、体操训练、骑自行车等，以促进身体各部位的全面锻炼、平衡发展。

　　在开展青少年脊柱侧弯筛查与科普志愿服务项目的3年多时间里，田雪文与团队的30多名师生欣慰地发现，随着家长们对脊柱侧弯的了解程度越来越深，他们也会对脊柱侧弯的早筛查、早干预工作越来越关注和支持。从整个社会来说，对青少年脊柱侧弯的问题也越来越重视。2022年，山东省教育厅在山东体育学院正式设立了山东省青少年脊柱健康促进中心。青少年脊柱侧弯筛查与科普志愿服务项目，也入选了国家体育总局群体司组织开展的2022年全民健身志愿服务项目库。

　　青少年脊柱侧弯的发病初期隐匿性较强，却是干预、治疗的黄金期。但目前，国内大多数家长对脊柱侧弯仍缺乏认知和判断，大规模的青少年脊柱侧弯筛查就显得十分重要。田雪文介绍，从山东来说，今年预计对青少年(中小学生)进行脊柱侧弯的筛查人数将从之前的每年1万人增加到5至10万人。并通过制作《青少年脊柱健康保健操》《体态瑜伽还你挺拔身姿》《趣味健身操》《青少年体适能》《极简十式太极拳》《八段锦》等视频，向广大家长和学生传播脊柱健康的科普知识和训练方法。

　　中青报·中青网记者 慈鑫 来源：中国青年报

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）