点击右上角
微信好友
朋友圈
请使用浏览器分享功能进行分享
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）
二手烟、三手烟的危害究竟有多大？******
最近，一对60多岁的夫妻先后确诊了肺癌。妻子介绍，自己丈夫吸烟将近50年，没想到自己比他先患上肺癌。夫妻一方吸烟，另一方势必会被动地吸到二手烟、三手烟。
吸烟是导致肺癌的首要原因，即使不患肺癌，烟草也会对肺功能造成其他严重的损害。
每当劝身边人戒烟时，总会被这样的话噎住：“隔壁那谁，抽了一辈子烟，也活得好好的……”还有类似“我抽烟我身体不好，和你没什么关系”这样的话语。其实，抽烟不仅仅对抽烟者的身体有害，二手烟、三手烟对其他人也有很大危害，甚至超过了对抽烟者自身的危害！
什么是二手烟、三手烟？
点燃一支烟，吸烟者吸入的是经过过滤的烟雾，剩下大部分未经过滤的烟雾，就成为了“二手烟”。二手烟由两种烟雾混合而成：侧流烟和主流烟。侧流烟指的是直接从纸烟、雪茄或者烟斗里飘出的烟，主流烟则是从吸烟者嘴里吐出的烟雾。
二手烟中，有大约250种有毒物质，其中至少69种致癌，金属、烟草特有亚硝胺及多环芳烃等有害物质。据世界卫生组织报告，烟草每年使全球800多万人失去生命，其中，有120万非吸烟者死于二手烟暴露导致的疾病。同时二手烟暴露也是导致冠心病的重要因素。
三手烟其实来源于二手烟，但是比二手烟成分要复杂。“三手烟”是指附着在衣服、墙壁、地毯、家具甚至头发和皮肤等表面的残留烟草烟雾，所含的有毒成分包括氢氰酸、丁烷、甲苯、砷、铅、一氧化碳以及超过十种高度致癌的化合物。
三手烟会附着在接触到的任何物体上，且随着时间的推移而累积，可以渗入到地板和墙壁中，很难清除和清洁。此外，吸附在物体表面的三手烟还会重新散发到空气中，与氧化剂反应和其他化合物产生二次污染物。有研究表明，烟草烟气中残留的尼古丁会与环境中的一氧化二氮发生反应，形成致癌的烟草特异性亚硝胺。
二手烟、三手烟的危害有多大？
很多人认为，只要不在家人面前吸烟就不会对家人身体造成影响，但这种观点是错误的。相关研究指出，吸烟的父母就算不在他们的婴儿面前吸烟，却仍然从婴儿尿液中验出尼古丁的代谢物可丁宁，其含量是一般婴儿的5.58倍。
吸二手烟、三手烟的危害，可能比吸烟者还大！这是因为香烟点燃后外冒的烟与吸入的烟相比，一些致癌物质的含量更高，如一氧化碳含量高5倍，焦油和尼古丁高3倍，苯高4倍，氨高46倍，亚硝胺高50倍，这些物质被不吸烟者经鼻吸入呼吸道后，一样可损害气管上皮细胞，诱发癌变。
对女性来说，长期暴露在二手烟下可导致容颜早衰、月经紊乱、雌激素低下、骨质疏松，严重的还将引发宫颈癌、子宫癌等疾病。
儿童更易受到三手烟的危害，他们成天爬来爬去，嬉戏玩耍，经常接触到被污染的表面。由于婴幼儿和儿童体重相对成人低，免疫系统较脆弱，吸入这些有害物质后，最直接的后果就是引起婴幼儿的呼吸系统问题，如急性支气管炎、哮喘等。另外，环境中的烟草残留物，也可对儿童的神经系统、呼吸系统、循环系统等造成不小的危害。
图源：摄图网
如何尽量减少二手烟、三手烟的伤害？
如果无法避免经常暴露在二手烟或三手烟的环境中，可以通过以下几点措施，尽量减少二手烟、三手烟对自己的伤害。
开窗通风。在室内即使只吸一支烟，也需要开窗通风16个小时以上，才能使PM2.5浓度恢复之前的水平。除了开窗通风，室内还可以适当摆放绿植，必要时可使用空气净化器。
及时清洗衣物。若身边有人吸烟，不要在吸过烟的环境中长期停留，回家后应更换衣服且洗澡。及时更换可能存在三手烟的物品如衣物、窗帘、地毯、床上用品等，并且避免在室内留放吸烟用品。
多吃水果蔬菜。多吃富含胡萝卜素及维生素C的新鲜蔬果，适当喝些绿茶，这些食物有助于清除烟进入人体后产生的自由基，减少伤害。
远离吸烟者。在室外尽量少在吸烟场所逗留，尤其是婴幼儿、青少年及体弱多病者等特殊人群。外出旅游时，尽量选择待在无烟区。乘车时，选择无烟车厢；住酒店时，选择无烟的房间。
劝他人戒烟。如果避无可避，要对吸烟者果断说“不”，让他不要在公共场所吸烟。
癌症是多个因素综合作用的结果，吸烟只是其中的一个重要因素，但这是最重要的一个因素，又是一个绝对可以控制的因素，为爱人，为子女，为了身边的人，为了健康，戒烟吧！
来源：科技日报、中国疾病预防控制中心、生命时报、人民日报、科普熊猫、广东卫生信息
整理：刘雪洁
（文图：赵筱尘 巫邓炎）
习言道｜实干是成就事业的必由之路
台北人最常购买的早餐：三明治居冠 汉堡、蛋饼次之
)
三分快三地图