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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）

体重突然增加？有可能是因为睡眠不足******

为什么明明感觉没多吃却胖了？

为什么辛辛苦苦跑步、跳操、跳绳

体重却一点没有下降？

是不是经常问自己

到底是哪个环节出了错

现在，请认真回想一下

最近是不是熬夜了

是不是手机、电视剧太好看了

导致你睡得一天比一天晚

如果是的

那么，你减肥失败、体重增加

有可能是因为睡眠不足

　　为什么睡得少会长胖？

　　睡眠不足会降低基础代谢。研究显示，如果熬夜一整晚不睡，第二天的基础代谢会下降5%，进食后的代谢率会降低20%，从而导致代谢消耗量减少。长时间睡眠不足还会使身体出现疲劳乏力、精神萎靡等症状，久而久之会影响到胰岛素的分泌，也会抑制脂肪的分解，从而出现身体发胖的现象。

　　睡眠不足影响激素分泌。北京大学人民医院（呼吸）睡眠医学科主任医师董霄松表示，睡眠不足皮质醇就会继续保持较高的分泌水平，这种分泌异常可能会导致暴饮暴食。还有研究发现睡眠不足导致超重与肥胖的发生，可能与瘦素、胃饥饿素之间的平衡被打破有关。睡眠时间不足会降低血清瘦素水平、升高胃饥饿素水平，增加饥饿感及食欲，增加胆固醇、饱和脂肪酸的摄入量。

　　睡眠不足会让人的食欲增加。数据显示，睡眠不足的人，每天吃的食物总热量要比那些睡眠充足的人高出22%！这可能是因为睡眠不足，会减弱大脑额叶的活动，进而会减弱我们的自控力，受食物的干扰会更加明显，也就更容易暴饮暴食。

图源：摄图网

　　长期睡眠不足对身体有什么影响？

　　内分泌紊乱。睡眠时间是分泌很多重要激素的黄金时间，如甲状腺激素、性激素、褪黑素等。

　　甲状腺激素水平过低，会导致皮肤变得干燥粗糙，影响体温调节，导致黏液性水肿等。性激素分泌不足，会让肌肤状态变差，女性卵巢囊肿、子宫内膜异位、子宫肌瘤、乳腺增生等妇科疾病的风险也会增加。褪黑素是身体抗氧化的重要激素，如果褪黑素无法分泌，可能会导致人体早衰。

　　阻碍人体代谢。晚上9点至凌晨1点是人体免疫系统最关键的时间，在睡眠状态下，吞噬细胞会主动吞噬坏死组织，进行新陈代谢，将坏死的组织、代谢产物排出体外。如果这段时间没有良好的睡眠状态，就会影响自身代谢。

　　降低免疫力、损害大脑。睡眠不足会降低白细胞吞噬能力，导致身体免疫细胞发生异常。免疫系统无法正常工作，身体就无法对细菌、病毒、癌细胞等进行抵抗，让疾病趁虚而入。同时，睡眠不足也会损伤人体认知功能，使人健忘、精神恍惚、注意力难以集中，对学习工作效率有非常大的危害。

　　怎样才能拥有高质量睡眠？

　　每个人的最佳睡眠时间不同，有的人睡觉6小时，一天都可以精力充沛。有的人必须睡满8小时，不然就无精打采。找到适合自己的最佳睡眠时间，每天按照习惯入睡，有利于提升睡眠质量。

图源：沧州市人民医院资讯号

　　晚上不宜大量吸烟饮酒。研究发现，成人饮酒与睡眠时间减少存在相互作用，增加了血糖异常的风险。吸烟的人，特别是在夜间吸烟的人，睡眠潜伏期更长，觉醒次数更多，睡眠质量更差，睡眠时间更短。建议不吸烟、限制饮酒，特别是在将要睡觉的时候，以获得健康的睡眠和最佳的代谢调节。

　　睡觉前2个小时不宜进食。因为在进食后，会引起胃部的血液循环增加，其他组织器官也会受到影响。特别是会刺激大脑，使得大脑出现兴奋症状，导致不能很快进入睡眠状态。

　　营造良好的睡眠环境。入睡时，卧室的温度和湿度要适当。卧室还要保持良好的卫生清洁状况，保证空气流通顺畅。夜晚要保持安静，拉上窗帘，使用舒服的助眠用品，缓解焦虑和压力。舒心的睡眠环境，有助于深度睡眠。

　　固定睡眠时间。每个人都有自己的生物节律，找准自己的生物钟，才能获得高质量睡眠。到底应该几点睡觉没有统一标准，不过，一般建议大家晚上10～11点入睡。可以设置个睡眠闹钟，每天晚上提醒自己“到点啦，该睡觉啦”！

　　参考资料：

　　睡眠不足不规律，可能真的会让人发胖[N]. 科技日报,2022-08-17(008).

　　睡眠不足或增加肥胖风险Nature子刊总结的改善睡眠几大策略[J].科学大观园,2022(22):34-35.

　　科普中国、健康时报、萧山疾控、沧州市人民医院资讯号等

　　整理：刘雪洁

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）