【科技前沿】

近日，中國科學院近代物理研究所與多家合作單位的科研人員分別合成了新核素鋨-160、鎢-156，以及錒-203。新核素鋨-160、鎢-156的合成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的演化情況，同時使我國的新核素研究進入一個新的核區(qū)。

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，構成了具有不同性質(zhì)的原子核，科學家把它們稱為核素。合成和研究新核素，不僅對認識物質(zhì)結構具有重要意義，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。

遠離β穩(wěn)定線的原子核殼結構的演化一直是核物理學研究的熱點問題。依托蘭州重離子加速器，研究團隊利用充氣反沖核譜儀，通過熔合蒸發(fā)反應合成了鋨-160和鎢-156兩個新核素。研究發(fā)現(xiàn)，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。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)中子數(shù)為84、85的同中子素的α衰變約化寬度從質(zhì)子數(shù)為68到76都呈現(xiàn)規(guī)律的下降趨勢。這表明，隨著原子序數(shù)的增加，中子數(shù)為84、85的同中子素的α粒子預形成概率變小。研究團隊認為，上述現(xiàn)象是由中子數(shù)為82的殼效應增強引起的，該解釋也得到了三種不同原子核質(zhì)量模型的支持。進一步的研究顯示，中子數(shù)為82的中子殼效應增強的原因在于不斷逼近可能存在的雙幻核——鉛-164（質(zhì)子數(shù)為82、中子數(shù)為82）。盡管鉛-164在質(zhì)子滴線外很遠，但增強的殼效應有可能讓它成為一個束縛或者準束縛的原子核。

該研究團隊又利用中國超重元素研究加速器裝置提供的鈣-40束流，在充氣反沖核譜儀上通過熔合蒸發(fā)反應成功合成出新核素錒-203，并測量了其α粒子能量和半衰期。錒-203的合成概率非常低，實驗測量的合成截面僅為0.13皮靶。也就是說，如果單位面積（1平方厘米）上只有一個靶原子核，只有當入射粒子撞擊上10-37平方厘米的面積時，才可以產(chǎn)生一個目標核。該新核素的發(fā)現(xiàn)驗證了極低反應截面條件下目標核的合成和探測能力，為即將開始的新元素合成實驗奠定了基礎。（記者王冰雅、宋喜群）

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