3月30日從中國科學(xué)院近代物理研究所獲悉，該所與重離子科學(xué)與技術(shù)全國重點實驗室超重核研究團隊與合作者，利用蘭州重離子加速器國家實驗室加速器裝置，首次成功合成了新核素锫-235及其阿爾法衰變子核镅-231。該研究為理解重核區(qū)原子核的核結(jié)構(gòu)、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(guān)成果發(fā)表于《物理快報B》。

合成與研究新核素是原子核物理的前沿?zé)狳c，對探索原子核存在極限、檢驗核質(zhì)量模型、揭示新衰變模式具有重要意義。在質(zhì)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(chǎn)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)。

研究團隊利用中國超重元素研究專用加速器(CAFE2)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(yīng)，在充氣反沖核譜儀(SHANS2)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(shù)，團隊觀測到三條具有能量-位置-時間關(guān)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 keV和7109 keV，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(jié)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(guān)理論質(zhì)量模型對錒系核區(qū)阿爾法衰變能的預(yù)言能力。結(jié)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)性地高于實驗值，且對锫同位素的變化趨勢預(yù)言與實驗存在顯著偏離。這一差異為理論模型的進一步改進提供了重要實驗依據(jù)。