中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所與合作單位的科研人員首次合成了新核素鋨-160、鎢-156。相關(guān)成果近日發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》。

原子核是由質(zhì)子和中子組成的量子多體系統(tǒng)。不同數(shù)量的質(zhì)子和中子，構(gòu)成了具有不同性質(zhì)的原子核，科學(xué)家將其稱為核素。合成和研究新核素，不僅對(duì)認(rèn)識(shí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)具有重要意義，而且能為理解天體環(huán)境的演化提供重要信息，是探索自然奧秘的重要手段。

遠(yuǎn)離β穩(wěn)定線的原子核殼結(jié)構(gòu)的演化一直是核物理學(xué)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。在缺中子核區(qū)，新核素合成與α衰變性質(zhì)測(cè)量是研究殼結(jié)構(gòu)及其演化的有效途徑之一。

依托蘭州重離子加速器，研究團(tuán)隊(duì)利用充氣反沖核譜儀SHANS，通過(guò)熔合蒸發(fā)反應(yīng)合成了新核素鋨-160和鎢-156。鋨-160中子數(shù)為84，具有α放射性，而鎢-156中子數(shù)為82，具有β+衰變的放射性。團(tuán)隊(duì)還測(cè)量了鋨-160的α衰變粒子能量、半衰期及鴿-156的半衰期等性質(zhì)。

通過(guò)系統(tǒng)分析新測(cè)量數(shù)據(jù)和已有數(shù)據(jù)，研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)原子序數(shù)大于68時(shí)，中子數(shù)為84、85的同中子素的α粒子預(yù)形成概率逐漸變小，揭示了中子數(shù)為82的殼效應(yīng)在缺中子核素中增強(qiáng)的現(xiàn)象。進(jìn)一步的研究認(rèn)為，該效應(yīng)增強(qiáng)的原因在于不斷逼近可能較穩(wěn)定的雙幻核——鉛-164，其質(zhì)子數(shù)為82、中子數(shù)為82。

該研究首次明確給出了中子數(shù)為82的中子殼在缺中子核素一側(cè)的演化情況，同時(shí)使我國(guó)的新核素研究進(jìn)入了一個(gè)新的核區(qū)。

（原載于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》2024-02-20第1版 要聞）