近日,中國科學院近代物理研究所與合作單位首次合成了缺中子新核素鋨-160和鎢-156,揭示了中子數為82的殼效應在極端缺中子核素中增強的現象。2月15日,相關研究成果發表在《物理評論快報》(Physical Review Letters)上。
依托蘭州重離子加速器,該研究利用充氣反沖核譜儀SHANS,通過熔合蒸發反應合成了鋨-160和鎢-156兩個新核素。研究發現,鋨-160(中子數為84)具有α放射性,而鎢-156(中子數為82)具有β+衰變的放射性。該團隊測量了鋨-160的α衰變粒子能量、半衰期及鎢-156的半衰期等性質。 該研究通過系統分析新測量數據和已有數據發現,中子數為84、85的同中子素的α衰變約化寬度從質子數為68到76都呈現規律的下降趨勢。這表明隨著原子序數的增加,中子數為84、85的同中子素的α粒子預形成概率變小。研究認為,上述現象是中子數為82的殼效應增強引起的。這一解釋得到了三種不同原子核質量模型的支持。 進一步的研究顯示,中子數為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(質子數為82、中子數為82)。盡管鉛-164在質子滴線外很遠,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。 遠離β穩定線的原子核殼結構的演化是核物理學研究的熱點。有研究表明在核素圖的豐中子一側出現了傳統幻數消失和新幻數出現的現象,這引起了科研人員的廣泛關注。在缺中子核區,新核素合成與α衰變性質測量是研究殼結構及其演化的有效途徑之一。 該研究首次明確給出了中子數為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。
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