近日，中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所的科研人員與合作者合成了新核素錒-204，這是錒元素質(zhì)子滴線外的第4個(gè)核素。相關(guān)成果發(fā)表在Physics Letters B上。

科研人員使用蘭州重離子加速器(HIRFL)與中國(guó)超重元素研究加速器(CAFE2)提供的束流，在充氣反沖譜儀上通過(guò)熔合蒸發(fā)反應(yīng)，成功合成新核素錒-204并測(cè)量了其α衰變能與半衰期，結(jié)果與理論預(yù)測(cè)相符。此次合成的錒-204是近代物理所發(fā)現(xiàn)的第35個(gè)新核素,也是在新充氣反沖譜儀SHANS2上合成的首個(gè)新核素。

圖 充氣反沖譜儀SHANS2 圖源| 近代物理所

由于原子核的半衰期與其釋放的α粒子能量相關(guān)，通常半衰期與α衰變能隨同位素的中子數(shù)變化時(shí)具有同步的奇偶波動(dòng)。研究人員發(fā)現(xiàn)，這種同步波動(dòng)并未出現(xiàn)在錒-204與其它中子數(shù)少于119的核素中。研究揭示，與具有偶數(shù)個(gè)中子的原子核錒-205相比，含有奇數(shù)個(gè)中子的錒-204靠近核表面處形成α結(jié)團(tuán)的幾率更低，即原子核中的不成對(duì)中子對(duì)核內(nèi)α團(tuán)簇的形成具有阻礙作用。

圖 錒-204及其衰變后的子核、孫核發(fā)射α粒子的能量與時(shí)間分布。圖| 黃明輝

這項(xiàng)研究提供了極端遠(yuǎn)離β穩(wěn)定線核素錒-204與錒-205的質(zhì)量與衰變數(shù)據(jù)。這些信息有益于人們理解單核子在α衰變過(guò)程中所起的作用。

該工作由中科院近代物理所、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)、廣東省東江實(shí)驗(yàn)室的科研人員與中山大學(xué)、蘭州大學(xué)、廣西師范大學(xué)、中科院理論物理研究所、同濟(jì)大學(xué)、俄羅斯聯(lián)合核子研究所的研究者合作完成。

該研究得到了中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(B類)、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究重大項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃與國(guó)家自然科學(xué)基金等多個(gè)項(xiàng)目的支持。