記者3月30日從中國科學院近代物理研究所獲悉，基於中國大科學裝置——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合中外合作者，在世界上首次合成了新核素錇-235及其阿爾法衰變子核鎇-231。

　這項新核素合成領域重要研究進展，為理解重核區原子核的核結構、衰變特性等提供了重要實驗依據，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學術期刊《物理快報B》(Physics Letters B)發表。

　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。在質子數為95至97的缺中子錒系核區，由於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，合成和鑑別該核區新核素面臨着一系列實驗挑戰。

　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，通過熔合蒸發反應，在充氣反衝核譜儀上首次合成了錇-235與鎇-231。

　基於單原子核靈敏的探測鑑別技術，研究團隊觀測到3條具有能量-位置-時間關聯的阿爾法衰變鏈，首次測量了錇-235和鎇-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，並測量了鎇-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錇和鎇同位素的阿爾法衰變系統性。

　此外，研究團隊還系統比較了相關理論質量模型對錒系核區阿爾法衰變能的預言能力。結果顯示，對於極端缺中子的錇和鎇同位素，理論計算值系統性高於實驗值，且對錇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。

　據悉，本項新核素合成及研究工作，由超重核研究團隊領銜，聯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、廣西師範大學、英國約克大學及俄羅斯聯合核子研究所等共同完成。（中新網記者  孫自法)

　圖：本項研究的新核素錇-235衰變鏈。中國科學院近代物理研究所 供圖