科研進(jìn)展
近代物理所合成極端缺中子新核素鏷-210
近日，中國科學(xué)院近代物理研究所超重核研究團隊與合作者利用中國超重元素研究加速器裝置（CAFE2），首次合成了新核素鏷-210，該核素是目前已知的最缺中子的鏷同位素。相關(guān)研究成果于5月29日發(fā)表在《自然-通訊》(Nature Communications)上。
合成與研究新核素是原子核物理研究的前沿熱點(diǎn)，對于探索原子核的存在極限、揭示新物理現象、深化對物質(zhì)結構的理解具有重大意義。然而，在極端缺中子的錒系核區，新核素的產(chǎn)生截面極低（皮巴量級），且壽命極短（毫秒甚至微秒量級），這對實(shí)驗合成研究帶來(lái)了巨大的挑戰。
研究團隊利用中國超重元素研究加速器裝置（CAFE2）提供的鈣-40束流轟擊镥-175靶，通過(guò)熔合蒸發(fā)反應，在充氣反沖核譜儀（SHANS2）上成功合成了質(zhì)子滴線(xiàn)外新核素鏷-210，并成功測量了該核素的α衰變能量和半衰期。
結合已有實(shí)驗數據，團隊拓展了重核區質(zhì)子滴線(xiàn)附近核素α衰變性質(zhì)的系統性，并檢驗了理論模型對遠離β穩定線(xiàn)原子核性質(zhì)的預言?；谄浞墙?/span>α衰變特性，研究建議了鏷-210基態(tài)的自旋宇稱(chēng)為(3?)，這一結論得到了大規模殼模型及粒子數守恒推轉殼模型理論計算的支持。此外，根據測量的質(zhì)子分離能，研究提供了鏷-210中不存在托馬斯-埃爾曼效應的實(shí)驗證據。
本工作由近代物理所聯(lián)合中國科學(xué)院大學(xué)、先進(jìn)能源科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗室、山東大學(xué)、中山大學(xué)、中國科學(xué)院理論物理研究所、同濟大學(xué)、蘭州大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、廣西師范大學(xué)、英國約克大學(xué)的研究人員合作完成。論文第一作者為近代物理所副研究員張明明，近代物理所馬龍研究員和甘再?lài)芯繂T為共同通訊作者。
該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、廣東省基礎與應用基礎研究重大項目、中國科學(xué)院戰略性先導科技專(zhuān)項、國家自然科學(xué)基金、甘肅省重大項目等項目的支持。??
文章鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-60047-2
圖1：實(shí)驗測得的α衰變能譜和母子核α粒子能量的二維符合散點(diǎn)圖
圖2：新一代充氣反沖核譜儀（SHANS2）
（超重核與核結構研究室???供稿）
