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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）

中德专家携手救治疑难病患******

　　中新网上海2月2日电 (记者 陈静)在新冠肺炎疫情防控中，跨国高难度医疗救治并没有间断。

　　记者2日走访国际神经外科医生集团(INC)了解到，作为世界知名颅底、脑干肿瘤和脑血管病领域专家巴特朗菲教授，2022年多次来华开展学术交流。期间，两国医学专家同台手术，在救治疑难病症患者的同时，积极推进中外神经外科之间的互动。

　　据悉，江苏省卫生支撑计划中德国际合作交流项目合作专家，2022年苏州大学附属儿童医院和巴特朗菲教授开启了第二聘期(5年)的合作。同期，苏州独墅湖医院聘请巴特朗菲教授成为该院神经外科首席顾问，以提升国际医疗服务能力，加强中外专家交流合作。据了解，未来，巴特朗菲教授将每年定期来到苏州，围绕神经外科临床复杂难题与该院医疗团队深入合作，在高精尖医疗设备的支撑下，让国内疑难脑瘤患者不出国门，就能接受顶级专家手术治疗。

　　据介绍，2022年11月份至12月份线下学术交流活动历时21天，除了参加线下及线上学术交流会议、正常的教学、病例讨论和查房外，巴特朗菲教授还主刀，为近30例疑难脑瘤患者进行手术。在示范手术中，巴特朗菲教授进行了“世界高难度”脑干-延髓手术示范教学直播。这是一例成功的脑干延髓海绵状血管瘤的全切根治性手术，挽救了一位19岁少年的生命。近7000名国内神经外科医生全程观摩、交流互动。

　　据介绍，多名接受手术的患者，其肿瘤分别位于脑干、颅底、脊髓及视神经内等位置。在国内神经外科专家的协作配合下，巴特朗菲教授最大程度切除肿瘤，且尽力完好保留患者的正常神经功能。目前，这些患者术后均恢复良好，已基本顺利出院。

　　12岁少年小宇(化名)，罹患脑干海绵状血管瘤。四处求医后，小宇妈妈均被告知手术风险巨大，手术可能导致瘫痪，包括一些其他神经的损伤；可能视神经、吞咽功能、语言...都会受损。最终他们求助巴特朗菲教授。这位专家给了他们积极接受治疗的信心。

　　2022年11月20日，在中德专家合作诊疗、密切配合之下，小宇在苏州大学附属儿童医院顺利接受。出手术室，小宇即清醒；术后第二天，孩子正常吃饭；第三天可下地行走；术后10天，小宇妈妈开心地说：“我儿子说，想要自行车。他健康了，让我给他买辆自行车！”

　　在另一台教学手术中，巴特朗菲教授主刀，从早上9点到晚上9点30分，历经12个半小时的高难度手术，这位专家从33岁郑女士(化名)的脑中，成功切除一个巨大的脑干-脊髓髓内肿瘤。据介绍，这台手术其实相当于两台手术——脑干延髓、脊柱。术后，巴特朗菲教授表示，郑女士的肿瘤起源于脑干下部，累及延髓和颅颈交界区，且向下方延伸到整个颈部脊髓以及一直到第一胸椎水平，病变累及范围近15cm，这个位置的手术稍有不慎，患者可能面临瘫痪、呼吸心跳暂停、昏迷植物人等不可挽回的结果。

　　据了解，为了更好地保护该名患者的正常神经功能并切除肿瘤，仅仅延髓、脊髓部位的肿瘤剥离，巴特朗菲教授就用了4个小时。高难度手术的成功实施，也体现了中德医疗团队的精诚协作。

　　自2023年1月8日起，新冠病毒感染“乙类乙管”优化移民管理政策措施开始实施，中外人员流动和学术交流合作正逐步恢复正常。

　　据悉，当下国内外神外科医生期待更多面对面沟通交流、切磋手术技巧的机会，以能拉进彼此的距离，增加相互了解。据透露，今年3月下旬，巴特朗菲教授还将再次来华学术交流并示范手术。

　　INC方面表示：在目前的情况下，中国神经外科医生不仅要更多“走出去”，积极出国参加学术交流，也应邀请更多国际神经外科大咖来华访问交流。

　　INC方面表示，今后将展开多场由多位世界知名专家领衔授课、国内知名医院的专家来沪参加的学术沙龙，并组织国内神经外科领域医生等赴海外进修；希望分享前沿技术成果，在深化国际间手术技术合作进程中，让中国医务工作者了解国际最新的学术动态，共同推动世界神经外科学科发展、造福更多神经外科疑难病患。(完)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）