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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）

“阳康”中如何运动？专家提醒：把握节奏与强度，循序渐进恢复锻炼******

　　“阳康”中如何运动?专家提醒——

　　把握节奏与强度，循序渐进恢复锻炼

　　华声在线全媒体记者 周倜

　　眼下，不少新冠感染者陆续处于“阳康”的恢复阶段，何时可以恢复体育锻炼、选择哪种运动方式等话题，受到大家关注。1月9日，湖南省国民体质监测中心主任王奎针对以上热点予以解答。

　　循序渐进，分阶段恢复运动

　　“‘转阴’之后，应注意至少7至10天避免任何运动，保持静养休息。在身体逐渐恢复活力之后，可分5个阶段逐渐恢复运动锻炼频次。”王奎表示，“阳康”过后，运动锻炼需慢慢来，注意把握节奏，切勿盲目“上强度”。

　　王奎介绍，“五阶段恢复法”是不错的方式，该方法采取进阶式，每次进阶时间不得低于7天。人们可参考下列方法：

　　第一阶段为“阳康”后的第二周。此时可开始呼吸训练、拉伸、平衡练习等。以上运动基本不会耗费体力，可参照执行。

　　第二阶段为“阳康”后的第三周。瑜伽、相对较快的步行等低强度的运动是适合选项，也可居家进行简单且强度较低的家务劳动，每天开展10—15分钟，逐渐恢复体能。

　　第三阶段为“阳康”后的第四周。此阶段可逐渐开始进行低强度有氧练习和力量练习，如健步走、上下楼梯、慢骑自行车等，每次5分钟，每天开展2次。如果身体可以承受，可在次日运动时适度增加运动频次与强度，每周开展3—5天，每天总运动时间10—30分钟。

　　第四阶段为“阳康”后的第五周。可开展中等强度的有氧和力量练习，运动量可以恢复至平时状态的80%左右，可进行跑步、长距离骑行、舞蹈课、各种负重力量练习、功能性训练等，每周开展3—5天，每天总运动时间30—60分钟。

　　第五阶段为“阳康”后的第六周。此时可恢复至正常状态，按平日运动计划和习惯进行运动即可。

　　值得注意的是，运动过程中须及时监测心率变化及主观感觉，一旦有异常，如呼吸困难、胸闷、心悸、发热等症状，须立即停止恢复运动的进程，必要时寻求医疗帮助。

　　鼓励老年群体以居家锻炼为主

　　“阳康”阶段的老年群体健康问题，不容忽视。

　　王奎表示，冬季气温低，加之新冠病毒仍在，此时老年朋友不适合进行户外锻炼。无论是否已经感染新冠病毒，还是正处于感染后的恢复期，老年朋友都应以居家模式为主。

　　针对老年人居家，如何引导其确保自身基本的肌肉力量，预防骨质疏松等问题，王奎建议，可充分利用家中的沙发、桌椅等物件进行简单锻炼。比如，简单的起坐练习是不错选项，通过交替站起和坐下的动作，不仅能保证老年人的心肺耐力得到锻炼，也足以改善老年人肌肉流失等情况。

　　此外，家中的桶装水和油壶都可以作为老年人做力量练习的道具。可在老年人承受能力范围内，为其配备相应的液体容量在桶内，便于锻炼，确保安全。

　　可根据方法进行呼吸训练

　　呼吸训练法是王奎推荐的有效锻炼方式。它不仅是新冠病毒感染者在恢复阶段时能最快采用的运动方法，也有助于尽快恢复机体功能。

　　王奎介绍，常见的呼吸方式包括胸式呼吸和腹式呼吸。胸式呼吸指在呼吸时胸腔扩充为主;腹式呼吸指在呼吸时腹部扩充为主，胸腔移动较少，又称膈式呼吸，是更为高效的呼吸方式。

　　训练时，可把双手分别放置胸腔、腹部，感受胸腔、腹腔是否全面“外扩”。此外，保持吸气3秒、呼气7秒的节奏，多次训练。也可尝试鼻腔吸气、用嘴呼气的方法，该方法若不能熟练掌握，可利用“吹气球”的方式进行辅助。

　　“呼吸训练法，老少咸宜，不费体力，正处于恢复阶段的群众可自行训练，逐渐掌握，帮助自身尽快康复肺功能。”王奎说。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）