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)
诺氟沙星冲上热搜,药监局:未成年人禁用******
近日,一张“关于XBB.1.5毒株在美国登顶,大家要囤点蒙脱石散、整肠生、诺氟沙星”的截图在网络流传,不少药物一度脱销,“未成年人禁止服用诺氟沙星”一度冲上热搜。
诺氟沙星是什么药?为什么未成年人禁止服用?家有孩子到底需要准备什么?
此前,国家药监局官网建议每个家庭都应该专门为孩子准备一个家庭药箱,尽量精简,只准备一些常用药,并且相对安全的药物。身边很多人在感冒发烧时都会自行使用抗菌药物,但发热不等于感染,更不等于细菌感染。
其实发烧只是一个症状,并不是造成疾病的原因,发烧是机体免疫机制的一部分,找到发热的原因至关重要。发热的原因很多,除了感染性外,还有结缔组织性疾病、肿瘤性、药物热。即使感染性,还包括病毒、细菌、真菌等不同病原。一般感冒多由病毒引起,药物治疗以对症治疗、缓解感冒症状为主。抗菌药物只对细菌有杀灭或抑制作用,没有细菌感染时,用抗菌药物是没效果的。感冒一开始就服用抗菌药物,不但对治疗无益,还会引起药物不良反应和细菌耐药性的产生。只有感冒后出现咳嗽频繁,伴黄稠粘痰、发热、咽疼等继发细菌感染的症状时,应到医院检查,医生会根据病情选用相应的抗菌药物进行治疗。
而且,抗菌药物的种类有很多,每一种类都有自己的特点,应该按照不同的人群、疾病、病原来适当地选用。孩子生病后,家长不能擅自使用药物,应由医生决定是否使用抗菌药物。使用抗菌药物时,尽量用窄谱抗生素而不用广谱抗生素,尽量不要联合使用。
诺氟沙星,广谱抗生素的一种,人们服用后可阻碍人体消化道内致病菌DNA旋转酶的作用,阻碍细菌DNA的复制,从而对细菌产生抑制作用。常用于细菌引起的腹泻,如肠炎、痢疾类病症,对病毒引起的腹泻是无效的。因为在急性腹泻中,多因病毒感染所导致,所以在出现腹泻症状时,一定要查明病因再服用相应的药物,切勿乱服此药。需要注意的是,诺氟沙星可阻碍骨骼的成长与发育,所以未满18岁的未成年人禁止服用诺氟沙星。
国家药监局教你备好儿童用药箱
2019年10月,国家药品监督管理局在官网发布信息,指导公众如何在家准备儿童药箱。
国家药监局建议,每个家庭都应该专门为孩子准备一个家庭药箱,尽量精简,只准备一些常用并且相对安全的药物。具体包括:
解热镇痛药
对乙酰氨基酚:常规剂量短时间服用,不良反应少;如果大剂量长期使用,有可能发生肝毒性。最小适用年龄为3个月,1岁以下幼儿用药时应遵医嘱。间隔4~6小时重复使用,每日不超过4次。
布洛芬:不良反应少,治疗儿童高热有效、持续时间长。最小适用年龄为6个月,6个月以下用药时应遵医嘱。间隔6小时重复使用,每日不超过4次。
止泻药和胃肠道调理药
蒙脱石散:“物理”止泻,可以在肠道内形成一层保护膜,可有效止泻,但使用过量会引起便秘。
口服补液盐:可用于因腹泻引起的电解质紊乱和脱水症状。
益生菌:对调理肠道菌群紊乱可以起到双向调节,不仅可以治疗腹泻,还可以缓解便秘。常用的有双歧杆菌三联活菌、枯草杆菌二联活菌、地衣芽孢杆菌活菌、布拉氏酵母菌散等,可根据孩子的情况选择合适的种类。
泻药
开塞露:主要成分为甘油,是孩子便秘时临时救急的好帮手。
乳果糖:温和的泻剂,不良反应少,但长期或大量使用,可能导致腹泻。孩子便秘一般是暂时性的,可以通过饮食进行调节,西梅汁、苹果汁、梨汁等食物中含有缓解便秘的成分,可有效改善便秘。
外用药
炉甘石洗剂:涂于瘙痒部位,可有效缓解皮肤瘙痒症状。
创可贴、碘伏:孩子有皮肤外伤时,可以用碘伏进行消毒处理;可常备防水、杀菌等种类的创可贴,根据伤口情况选择合适的创可贴使用。
其他
此外,药箱中还应该常备医用纱布、医用胶带、医用棉签、量杯和滴管、体温计等。
国家药监局同时提醒,孩子并不是缩小版的成人,因为他们的肝、肾等重要脏器功能还在发育中,并没有完全发育成熟,所以,在用药时不能将成人药“小儿减半”服用。
成年人服药后,很多药物成分不易通过血脑屏障伤害到大脑,而孩子的血脑屏障功能还没发育完全,某些药物成分会经过血脑屏障对孩子的大脑造成伤害。因此,一定要让孩子吃儿童剂型的药物,不要随便将成人药减量给孩子吃。
儿童对药物的耐受性和反应性与成人不同,成人可以用的药,对儿童可能是禁用或慎用。
喹诺酮类抗菌药、诺氟沙星等沙星类药物,可能会抑制软骨发育,18岁以下未成年人禁用。
氨基糖苷类抗生素,如庆大霉素、链霉素等,有肾脏毒性和耳毒性,儿童不宜使用。
皮质激素类药物,长期使用可能造成儿童生长迟缓,影响身高,儿童不宜使用。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)