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(shù)為82的殼效應(yīng)在極端缺中子核素中增強的現(xiàn)象。2月15日，相關(guān)研究成果以亮點文章編輯推薦的形式，發(fā)表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）上，并被美國物理學會Physics雜志在線報道。?

遠離β穩(wěn)定線的原子核殼結(jié)構(gòu)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(cè)出現(xiàn)了傳統(tǒng)幻數(shù)消失和新幻數(shù)出現(xiàn)的現(xiàn)象，這引起了科研人員的廣泛關(guān)注。在缺中子核區(qū)，新核素合成與α衰變性質(zhì)測量是研究殼結(jié)構(gòu)及其演化的有效途徑之一。

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(fā)反應(yīng)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。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(zhì)。?

該研究通過系統(tǒng)分析新測量數(shù)據(jù)和已有數(shù)據(jù)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。研究認為，上述現(xiàn)象是中子數(shù)為82的殼效應(yīng)增強引起的。這一解釋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(yīng)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(yīng)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(shù)為82的中子殼在缺中子核素一側(cè)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)。?

該工作由近代物理所超重核與核結(jié)構(gòu)研究室、中國科學院大學、先進能源科學與技術(shù)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、同濟大學合作完成。研究工作得到中國科學院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究重大項目和國家自然科學基金等的支持。?

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新核素鋨-160和鎢-156在核素圖上的位置。（圖/楊華彬）