記者從中國科學(xué)院近代物理研究所獲悉，該所與合作單位組成的科研團(tuán)隊(duì)近期首次合成了新核素鋨-160、鎢-156。相關(guān)成果2月15日在國際學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報(bào)》(Physical Review Letters)發(fā)表。

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)家們把它們稱為核素。合成和研究新核素，不僅對認(rèn)識(shí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)具有重要意義，而且為理解天體環(huán)境的演化提供重要信息，是探索自然奧秘的重要手段。

△新核素鋨-160和鎢-156在核素圖上的位置 (圖/楊華彬)

研究團(tuán)隊(duì)依托蘭州重離子加速器，利用充氣反沖核譜儀SHANS，通過熔合蒸發(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)測量了鋨-160的α衰變粒子能量、半衰期及鎢-156的半衰期等性質(zhì)。

通過系統(tǒng)分析新測量數(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 (質(zhì)子數(shù)為82、中子數(shù)為82)。

△充氣反沖核譜儀SHANS

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)使我國的新核素研究進(jìn)入了一個(gè)新的核區(qū)。