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　　光明日報(bào)訊（記者王冰雅、宋喜群）近日，中國科學(xué)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(cè)的演化情況，同時(shí)使我國的新核素研究進(jìn)入一個(gè)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(gòu)成了具有不同性質(zhì)的原子核，科學(xué)家把它們稱為核素。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。

　　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)問題。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，通過熔合蒸發(fā)反應(yīng)合成了鋨-160和鎢-156兩個(gè)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(yù)形成概率變小。研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，上述現(xiàn)象是由中子數(shù)為82的殼效應(yīng)增強(qiáng)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(jìn)一步的研究顯示，中子數(shù)為82的中子殼效應(yīng)增強(qiáng)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(yuǎn)，但增強(qiáng)的殼效應(yīng)有可能讓它成為一個(gè)束縛或者準(zhǔn)束縛的原子核。

　　該研究團(tuán)隊(duì)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(yīng)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(shí)驗(yàn)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(gè)靶原子核，只有當(dāng)入射粒子撞擊上10-37平方厘米的面積時(shí)，才可以產(chǎn)生一個(gè)目標(biāo)核。該新核素的發(fā)現(xiàn)驗(yàn)證了極低反應(yīng)截面條件下目標(biāo)核的合成和探測能力，為即將開始的新元素合成實(shí)驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。

　　《光明日報(bào)》（2024年02月21日 08版）