中新網(wǎng)北京3月30日電 (記者 孫自法)記者3月30日從中國科學院近代物理研究所獲悉，基于中國大科學裝置——蘭州重離子加速器國家實驗室加速器裝置，中國科學院近代物理研究所、重離子科學與技術全國重點實驗室超重核研究團隊聯(lián)合中外合作者，在世界上首次合成了新核素锫-235及其阿爾法衰變子核镅-231。
本項研究的新核素锫-235衰變鏈。中國科學院近代物理研究所 供圖這項新核素合成領域重要研究進展，為理解重核區(qū)原子核的核結構、衰變特性等提供了重要實驗依據(jù)，進一步拓展了核素的認知版圖。相關成果論文近日在國際專業(yè)學術期刊《物理快報B》(Physics Letters B)發(fā)表。
超重核研究團隊介紹，合成與研究新核素是原子核物理的前沿熱點，對探索原子核存在極限、檢驗核質量模型、揭示新衰變模式具有重要意義。在質子數(shù)為95至97的缺中子錒系核區(qū)，由于原子核的裂變位壘較低，產生截面僅為皮巴量級，且存在多種衰變模式相互競爭的特點，合成和鑒別該核區(qū)新核素面臨著一系列實驗挑戰(zhàn)。
在本次研究中，研究團隊利用中國超重元素研究專用加速器提供的極高流強的氬-40束流轟擊金-197靶，通過熔合蒸發(fā)反應，在充氣反沖核譜儀上首次合成了锫-235與镅-231。
基于單原子核靈敏的探測鑒別技術，研究團隊觀測到3條具有能量-位置-時間關聯(lián)的阿爾法衰變鏈，首次測量了锫-235和镅-231的阿爾法衰變粒子能量分別為7632千電子伏(keV)和7109千電子伏，并測量了镅-231的半衰期為75秒、阿爾法衰變分支比為17%。這些研究結果進一步拓展了缺中子锫和镅同位素的阿爾法衰變系統(tǒng)性。
此外，研究團隊還系統(tǒng)比較了相關理論質量模型對錒系核區(qū)阿爾法衰變能的預言能力。結果顯示，對于極端缺中子的锫和镅同位素，理論計算值系統(tǒng)性高于實驗值，且對锫同位素的變化趨勢預言與實驗存在顯著偏離，從而為理論模型的進一步改進提供了重要實驗依據(jù)。
據(jù)悉，本項新核素合成及研究工作，由超重核研究團隊領銜，聯(lián)合先進能源科學與技術廣東省實驗室、中國科學院理論物理研究所、同濟大學、山東大學、廣西師范大學、英國約克大學及俄羅斯聯(lián)合核子研究所等共同完成。(完)