快三平台注册_在线用户注册平台 | 官网APP下载

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）

海外留学成本上涨 如何上个“更便宜”的学？******

　　羊城晚报记者 孙唯 实习生 梁欣雨

　　近年来，不少家庭选择送孩子出国留学。相比国内就读，国外留学的学习与生活开支高昂，对一般家庭来说存在一定的经济压力，所以在选择留学时，留学成本是不得不考虑的一个因素。近年来，国外留学费用一直呈上升趋势。除了不断上涨的学费，住房、食物、交通、书籍等与生活有关的费用也受物价上涨的影响而提高。

　　欧美地区大学学费上涨较快

　　大学学费是留学总费用的主要构成之一。由于疫情导致各国经济较低迷，疫情期间的食物原材料、住宿等运营成本也全面上涨，再加上通货膨胀等其他经济衰退因素的压力，多数学校不得不上涨学费。近年来，许多留学生家庭都感受到了学费上涨的压力。

　　欧美地区的大学学费上涨较快。以英美两国为例，根据U.S. News的年度调查数据，在2022-2023学年，美国公立和私立学校的大学平均学费都有所上涨，私立大学的平均学杂费更是上涨了约4%。今年年初，斯坦福大学董事会宣布：2022-2023学年的学费增加4%，本科生就读年成本将上调至77034美元，其中学费为57693美元。2022-2023学年，耶鲁大学的本科学院就读总成本上涨至80700美元，相比去年77750美元，涨幅约为3.8%，其中学费为62250美元。

　　英国各院校专业每学年的学费平均增长了1000英镑，部分院校对热门专业的学费进行大幅上调。牛津大学2022年秋季国际生学费比上一年上涨1000-1500英镑，而2023年学费则比2022年暴涨1000-5000英镑。热门专业的学费，材料科学暴涨至44240英镑/年，涨幅5230英镑；政经哲专业学费35080英镑/年，涨幅5580英镑；临床医学学费52490英镑/年，涨幅3890英镑。剑桥大学的医学专业学费已接近6.4万英镑/年，较去年涨幅接近3000英镑，是英国大学里学费最高的专业。

　　加拿大高等院校的学费一般低于英美澳等国家，学费多少取决于院校、学位、专业、是否为国际学生等。根据加拿大统计局发布的2022-2023学年大学学费报告，加拿大本科生的平均学费为6834加元，比上一学年增长约2.6%。加拿大研究生的平均学费为7437加元，比上一学年增长约1.7%。在加拿大所有省份中，诺瓦斯科舍省、安大略省、不列颠哥伦比亚省的研究生学费分别高出全国平均水平的42.4%、26.2%、34.4%。对于国际留学生而言，近年来的平均学费持续增加。以本科为例，2002年时，国际生学费仅是本地生学费的2倍左右；如今，国际生学费已达到本地生学费的4.2倍。

　　生活成本高受物价上涨影响明显

　　留学生们的生活成本受通货膨胀影响明显，物价上涨是影响留学生们生活开支的重要因素。以加拿大为例，据加拿大统计局数据，2021年4月到2022年4月的消费者价格指数(CPI)上涨了6.8%，加拿大人购买食品的费用增加了9.7%，这是自1981年9月以来的最大涨幅，住房成本也以1983年以来最快的速度上涨。

　　对于留学生而言，生活费用占比较高的部分是房租。以英国为例，2022年，受访学生的平均月租金为455.4英镑，虽然相较去年下降了12%，但租房支出依旧高于中国国内房租水平。曼彻斯特的房租最贵，平均每月需要556.5英镑，其次是考文垂、布里斯托、埃特伯雷，这些城市的平均月租金都超过了500英镑。

　　生活成本的高低还受到留学生们常住的地段和个人消费习惯的影响。例如，在澳大利亚，与黄金海岸和堪培拉等城市相比，悉尼和墨尔本地区的生活费用对国际学生来说要贵得多。在悉尼留学的段同学说道：“如果你平时在国内花钱比较大手大脚，衣服化妆品经常换，那么出国的话就会觉得生活开支变少了，因为国外的奢侈品、化妆品打折得很厉害。如果本身在国内就比较节俭，出国后的消费也是基本的衣食住行的话，反而会觉得生活开支变大了，因为国外所有的消费一旦换算成人民币和国内比较就会贵很多。”

　　国外的吃、住、行等基本需求的开销比国内要高许多，为此，许多留学生改变了部分生活习惯。英国华威大学的小陈介绍道：“英国的打车、公交、外卖费用都不比国内便宜。在国内坐一次公交大概花2块钱，但在英国坐一趟单程的公交大约要花2镑，相当于人民币16块。”出国前，学生们躺在床上打开手机，不过半小时，就可以花合适的价格购买到想吃的丰盛外卖。然而，国外的外卖却不似国内的外卖般物美价廉。“国外点一顿外卖至少得十几镑，相当于人民币一百多，而自己做饭估计只需要花3镑到5镑。”

　　除了基本的衣食住行方面的开销，还有一些无法预料、意想不到的非固定生活支出，例如初到留学国家准备生活用品的费用、医疗保险消费、外地旅游消费、每月的水电煤气费用等。特别是在今年欧洲能源危机的影响下，冬天到来，供暖费预计是一笔不小的支出。英国能源监管机构Ofgem认为，今年冬天英国能源账单的增长速度可能将超出此前的预测。

　　降低成本，学生与家长有话说

　　在留学成本日趋提高的当下，留学生与家长们是怎么应对的呢？

　　尽可能在国内就通过语言考试。现在国外很多大学都为留学生设立了语言课程。然而，在海外就读语言课程意味着增加了留学生的留学时间与花费，因此，留学生们最好在出国前就打好语言基础。在加拿大留学的阿豪同学的妈妈也建议：“要提前做好准备，雅思在国内就要通过，不要留到国外再补齐语言技能。”

　　关注学校政策，努力争取奖学金与助学金。例如，美国普林斯顿大学在2021-2022年的学杂费标价为56010美元，但学生在获得助学金后，当年的平均学费约为16562美元。哈佛大学为55%的本科生提供了平均62613美元的按需奖学金或助学金。

　　英国也有部分高校有奖学金。英国文化教育协会中国区主任包迈岫介绍：“有很多奖学金正在为国际学生颁发，以此鼓励学生的多元化学习。”例如，2022-2023学年就有18所高校为中国学生提供26个非凡英国奖学金名额，并鼓励中国学生申请。

　　选择“性价比”高、投资回报率高的学校与专业。包迈岫表示：“英国的本科课程通常只有三年，而研究生课程通常为一年，因此学生可以比其他国家的学生更快地进入工作岗位，就投资回报而言，这是一项巨大的投资，也是一种经济性的选择。”

　　在留学城市勤工俭学。目前，中国留学生可以在部分留学国家通过兼职、带薪实习、担任助教、在网上售物等方式获得部分经济收入。不过，虽然勤工俭学成为不少留学生增加收入的普遍选择，但学生们的收入基本只能满足日常开销，且勤工俭学是对个人时间安排的考验。在英国伦敦的小徐介绍道：“有很多中国留学生在中餐厅或中超做兼职，但全职还是比较少的，毕竟出来留学不能本末倒置。”

　　如果外卖贵却吃不饱，可以选择在学生食堂就餐。以德国为例，德国各大城市设立的学生食堂的食物价格便宜，种类齐全，是经济实惠的用餐选择。当然，如果留学生们想要在国外吃得又便宜又健康，还符合自己的口味，最直接的办法就是自己做饭。在加拿大多伦多留学的小梁表示：“在这里一顿外卖比国内贵很多，所以自己做饭最省钱。”如果选择在距离学校远的地方租房，经常打车将会有一笔不菲的交通费用支出。因此，她还建议平时少打车，用好公共交通。“我一般会摸清楚当地的公交和地铁线路，合理运用这些交通工具也能省下一笔钱。”

　　即使目前留学受成本高涨的影响，家长们依旧愿意全力以赴支持孩子出国留学。在加拿大就读的留学生阿香的母亲介绍道：“我们家在选择让孩子出国留学的时候，不会因为留学成本问题就放弃某一个地区或学校。只要是孩子想去的、未来前景好的学校和地区，我们都会全力支持。”家长们希望孩子在外安心学习即可，不用过分担心成本问题，“孩子出去留学肯定是以学业为主，我们也不希望孩子因为经济开支问题边上学边打工。”

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）