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      近代物理所合成新核素鋨-160和鎢-156

        

        近日,中國科學院近代物理研究所與合作單位的科研人員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。相關成果于215日以亮點文章編輯推薦(Editors’Suggestion)的形式發表在《物理評論快報》(Physical Review Letters)上,并被美國物理學會的Physics雜志在線報道。 

        遠離 穩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。已有研究表明,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,這引起了研究人員的廣泛關注。在缺中子核區,新核素合成與 衰變性質測量是研究殼結構及其演化的有效途徑之一。

        依托蘭州重離子加速器,研究團隊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 放射性,而鎢-156(中子數為82)具有 +衰變的放射性。團隊測量了鋨-160 衰變粒子能量、半衰期及鎢-156的半衰期等性質。 

        通過系統分析新測量數據和已有數據,研究人員發現中子數為84、85的同中子素的 衰變約化寬度從質子數為6876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 粒子預形成概率變小。研究團隊認為上述現象是由中子數為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。 

        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。 

        本工作由近代物理所超重核與核結構研究室聯合中國科學院大學、先進能源科學與技術廣東省實驗室、山東大學、中山大學、廣西師范大學、中國科學院理論物理研究所、同濟大學的研究人員合作完成。該研究得到了中國科學院戰略性先導科技專項、廣東省基礎與應用基礎研究重大項目、國家自然科學基金等多個項目的支持。 

        文章鏈接:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.072502 

        Physics報道鏈接:https://physics.aps.org/articles/v17/s22 

         

       

        圖:(a) 偶質子和(b)奇質子N=84、85同中子素的 衰變約化寬度隨原子序數的變化情況。(c) 根據AME2020提取的N=82中子殼隙與三種不同理論模型的比較。(圖源/Physical Review Letters 

         

       

        圖:新核素鋨-160和鎢-156在核素圖上的位置。(圖/楊華彬) 

          

          

                                                      (超重核與核結構室 供稿) 

          

          

          

          

          

          

          

          

          

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