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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）

康复后，这些人群要小心二次感染******

　　目前很多新冠病毒感染者逐渐康复，然而，不少人担心，如果新冠病毒的毒株不同，是否会再次感染。为此，科技日报记者专访了中国工程院院士张伯礼，请他就新冠病毒二次感染的相关问题进行解答。

　　转阴后3—6个月内发生二次感染概率较低

　　“再次感染新冠病毒的概率主要与人体免疫水平、病毒株变异以及后期个人防护有关。”张伯礼说，相较于早期变异株，奥密克戎可能引发更多的突破性感染和重复感染。

　　不过张伯礼表示，大家也不用过于担心，虽然尚未有大样本人群证据显示奥密克戎变异病毒株感染后持续免疫的具体时间，但在新冠病毒感染后，人体免疫系统已在发挥作用。根据当前临床观察，感染后3—6个月内发生新冠病毒二次感染的概率还是比较低的。

　　与此同时，很多人担心二次感染新冠病毒会加重症状。对此，张伯礼表示，二次感染新冠病毒的症状与是否有基础疾病、病毒感染剂量以及个人身体状况等多种因素相关。但从目前多数报道来看，由于机体已产生免疫力，第二次感染的症状一般会较上次轻。

　　不过，他强调，也有少数研究报告显示，与仅感染过一次的患者相比，再次感染的患者出现并发症的风险更高，包括肺部、心血管、糖尿病、胃肠道和神经系统等并发症。

　　建议康复六个月后接种新冠疫苗

　　“虽然短时间再次感染相同新冠病毒变异株的可能性不大。但免疫力较差的人群容易反复感染，包括老年人、婴幼儿、有基础疾病的人群以及免疫缺陷人群，短期内存在二次感染的风险，特别是面对新的变异株时。”张伯礼介绍，医生、护士等高风险岗位的人群，所处工作环境传播风险高，接触变异毒株多，工作强度大，二次感染的风险较高。

　　“为了避免新冠病毒变异毒株的再次感染，转阴后也要继续做好个人防护。”张伯礼强调，“阳康”6个月后可以接种新冠疫苗，最好采用序贯策略，注射异种疫苗，以强化免疫屏障。

　　对于新冠病毒感染康复者而言，预防二次感染最好的办法仍是落实好防护措施，包括戴口罩、注意手卫生、注意休息、勤通风、保持社交距离等，特别是对老年人和儿童“阳转阴”患者，应当注意保暖，尽量少聚集，保证良好的卫生习惯，注意营养饮食，增强免疫力，尽量降低再次感染的风险。

　　如果出现再次感染，一定要首先分清“复阳”与二次感染。“复阳”发生在转阴后2—3周内，患者一般无明显临床症状，主要是体内残留病毒片段检测出的阳性，一般没有传染性；而二次感染一般发生在首次感染后数月至一年内，相当于一次新的感染，一般有临床症状出现，并且病毒核酸载量较高，具有传染性。

　　“‘复阳’患者一般无需再治疗，注意休息，合理膳食和营养即可。”张伯礼提醒，二次感染的患者需再次进行规范治疗，并严格做好个人防护，做好自我隔离，降低疫情传播的风险。（记者陈曦）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）