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）

床垫真的越贵越好吗？******

　　最近引发众多网友关注的，除了世界杯，大概就是床垫了吧！价值百万的天价床垫有啥特殊功能？床垫真的是越贵越好吗？有必要买这么贵的床垫吗？

　　床垫对睡眠有没有影响？

　　答案是有的！床垫对睡眠有影响！

　　1986年美国的一项睡眠质量调查研究表明，7%的睡眠障碍问题与床垫的使用有关。其中，不理想的床垫支撑条件，尤其是脊柱支撑不足是导致低背部疼痛的重要原因。2002年发表于美国《按摩与生理学疗法杂志》的一篇文献研究发现，中等硬度的床垫，能够改善肩背痛，背部僵硬，而且还提高了 60% 的睡眠质量。

　　床垫对于睡眠质量的提高至关重要。太软的床垫会使人体的睡姿下坠，脊椎弯曲而得不到放松；太硬的床垫则对人体较重的部位造成压迫，导致睡眠时翻身次数增加，不能得到充分的休息。此外，太硬的床垫缺乏适当的弹性，不能配合脊椎的正常曲线，长期使用会影响人体正确的姿势，妨碍脊椎的健康。

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　　床垫越贵越好吗？

　　睡眠是人生大事，我们人一生之中有三分之一的时间是在床上度过的，所以大家对于床垫的舒适度、功能性的要求也是越来越高，现在市面上甚至有数十万元一张的床垫，还有些床垫号称具有红外线科技，对健康有益。

图源：摄图网

　　但床垫并非越贵越好！

　　广州医科大学附属第五医院脊柱外科吕浩然教授表示， 现在没有任何数据（无论是国内还是国外）表明床垫越贵，对睡眠越有帮助；同时，号称有负离子、红外线功能的床垫大都是厂家的噱头，为了实现商业溢价。床垫工艺属于一种低端制造，成本不会很高，技术也没有太大的差异，通常一两千块钱的床垫完全可以满足日常使用要求。

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　　具备什么样的条件才是好床垫？

　　　首先，看睡在床垫上的时候翻身是否自由。正常来讲，我们晚上睡觉是每2至3小时翻一次身。如果翻身或者躺着睡觉的时候，感觉床垫睡得让自己有点痛或不舒服就代表床垫不合适自己。

　　第二，要看下床的时候是否很轻松。如果老年人与孕妇的床很软，下床就会比较困难，甚至容易摔倒。

　　最后也是最重要的，就是睡醒后的精神状态。如果睡醒精神不振甚至腰酸背痛，那么床垫可能就不适合自己；醒来后感觉满血复活、精神饱满，那么床垫就与自己的契合度比较高。

　　选床垫首先要看承托力、耐用性和舒适度三个关键因素。

　　承托力。好床垫的关键是正确承托。正确承托是指床垫能够顺应人体身形曲线，根据不同部位在水平状态下的重力情况，提供不同的承托力，达到均衡承托的效果。一张好床垫，在结构上应依人体各部位重量分布及脊椎正常曲线来设计，人体头部占总体重的8%，胸部占33%，腰部占44%。

　　耐用性。这主要取决于床垫表层选用的材质、床垫内部和四边及底座的保护结构。现在市面上很多床垫都宣称有10年、30年甚至50年的质量保证。实际上，从床垫的牢固度和磨损程度来看，10～15年的使用寿命已经近乎极限。

　　舒适度。床垫过硬过软都不好，过硬会使部分身体悬空，肌肉紧张，容易导致肌肉损伤；过软使得身体下线，脊椎处于非正常状态，容易引发脊椎变形。

　　正确的方法是平躺在床垫上，手向颈部、腰部和臀下到大腿之间这三处明显弯曲的地方往里平伸，看有没有空隙；再向一侧翻个身，用同样的方法试试有无空隙。若手掌紧贴缝隙，证明床垫与颈、背、腰、臀和腿的自然曲线贴切吻合。这样睡起来比较舒适。

　　选床垫除了承托力、耐用性和舒适度三个因素之外，还需要考虑自身年龄和睡姿情况等。

　　根据年龄选床垫。老年人肌肉和韧带弹性有所下降，可选购硬度稍高的床垫，太软的床支撑不了脊柱，且难起身。婴幼儿的床垫建议选择牢固而富有弹性的中软度床垫。同时保证表面软硬均匀、无刺痒感，拉链位于床垫侧面，并关注其安全性能，避免啃咬。

　　根据睡姿选床垫。经常侧卧的人，建议选分区床垫。这种床垫根据头、颈、肩、腰、椎尾等不同受力区域，形成不同的下陷程度。经常仰卧、俯卧睡觉的人，应选择稍硬些的床垫。因为仰卧、俯卧时，颈部和腰部需要坚硬床垫支持，才能达到舒适的状态。

　　最后的最后，床垫使用小tips：

　　1.新床垫要拆掉保护膜才可使用。

　　2.别在床垫上蹦跳。

　　3.定期（建议半年）将床垫前后调换。

　　4.不要把床单绷得过紧，以免将床垫的通气孔堵死，造成床垫内空气无法流通，滋生病菌。

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　　来源：科普中国、生命时报、江苏疾控、深圳五洲中医院

　　整理：刘雪洁